湿度和频率对湿敏元件电学特性的影响

在印有梳状电极的石英玻璃表面涂覆氧化钛纳米薄膜制备湿敏元件,研究不同湿度、不同频率下的电学特性。结果表明,随着湿度的增大,湿敏元件的电阻值、阻抗值减小,电容增大;当湿度一定时,电阻值、电容值都随频率的增大而减小;工作频率为0.01 kHz、相对湿度高于40%时,具有较好的湿敏特性。实验说明湿敏元件中不仅电子、离子浓度发生变化,材料的极化也发生了变化。     

复合钒钼酸干凝胶薄膜湿敏元件的感湿机理

采用sol-gel法,制备了复合钒钼酸H2V8.5Mo3.5O32.nH2O干凝胶薄膜湿敏元件。测试频率为1 kHz时,元件全湿范围内线性响应好,灵敏度高,最大湿滞约为RH 2.74%,响应、恢复时间分别为8 s和20 s,283~303 K温度范围内的感湿温度系数为RH 0.4%/℃;H2V8.5Mo3.5O32.nH2O干凝胶薄膜湿敏元件的导电机理为电子和离子导电共存,低湿时以电子导电为主,湿度增加,离子导电增强。     

ZrO_2/聚苯乙烯磺酸钠复合湿敏元件的性能研究

从高度分散的ZrO2溶胶出发,制备了ZrO2/聚苯乙烯磺酸钠(NaPSS)有机-无机复合湿敏元件,研究了NaPSS掺入量对湿敏元件性能的影响,并采用复阻抗谱分析了湿敏元件的感湿机理。结果表明:加入适量的NaPSS有利于改善湿敏元件的灵敏度和线性,当NaPSS与ZrO2的质量比为1:100时,所制复合湿敏元件的性能最好,其湿滞小(2%RH),响应-恢复时间短(吸附时间:2 s,脱附时间:15 s);复阻抗谱分析说明湿敏元件对湿度的电响应经历了一个从低湿下的电荷转移到高湿下的离子扩散导电的过程。     

FBG湿度传感特性的研究

在研究光纤布拉格光栅（FBG）传感器的基础上,分析了FBG的湿度传感特性。以聚酰亚胺（PI）薄膜为湿敏涂覆层的FBG,当湿度升高时,由于涂覆层的膨胀,导致FBG因应变而增长,使布拉格波长发生变化,从而实现对湿度传感。实验结果表明,PI薄膜涂覆的FBG是一种性能很好的湿度传感元件。     

半导体湿敏器件及其应用

大气中含水汽的多少.常用湿度来表示。要控制湿度,就要对湿度进行检测,关键元件就是湿敏器件。湿敏器件的性能指标有湿度量程、灵敏度、温度系数、响应时间、湿滞回差、感湿特征量——相对湿度特性曲线等。例如作为湿敏器件之一的湿敏半导体陶瓷,按其阻值随环境湿度的变化规律,又可分为两大类:负感湿特性的半导体陶瓷。其阻值随环境湿度的增加而减小;正感湿特性的半导体陶瓷,其阻值随环境湿度的增加而增加。从结构上分,又可分为烧结型、涂覆膜型、多孔氧化物型、结型和MOS型半导体湿敏器件等。湿敏器件的应用是一种非电物理量的电气测量。湿敏电阻即其中的一种。它在一定的电源驱动下,将湿度量转换成电量,然后直接通过仪表读出或调节控湿     

SnO_2-LiZnVO_4系湿敏元件电容特性分析

采用共沉淀法制备SnO2-LiZnVO4系湿敏材料,研究了LiZnVO4的掺杂量对材料湿敏电容的影响。结果表明:LiZnVO4的掺杂量,环境的相对湿度(RH)、测试信号频率对湿敏电容有较大影响。当x(LiZnVO4)为10%时,可使材料具有合适的低湿电容和灵敏度。在100Hz下,当环境的RH从33%上升到93%时,SnO2-LiZnVO4系湿敏材料制备的湿敏元件的电容增量可达起始值的2300%,显示出较高的电容湿度敏感性。湿敏元件的电容响应时间约为54s,恢复时间约为60s。湿滞约为RH6%。     

电容式聚酰亚胺湿敏元件保护膜研究

采用49-1,PI-5,DOW184以及CAB551四种有机物作为湿敏元件的保护层材料,制作带有保护层的电容式湿敏元件,并对其湿度响应特性与耐污染能力进行研究。实验结果表明,49-1具有更好的综合性能,其湿滞变化为0.18%RH,涂覆后响应时间为11s,污染后初始容值变化为0.190p F,相比于无保护膜的湿度敏感元件变化值减小约20倍,具有良好耐污染特性。该层薄膜不仅起到了保护湿敏元件的作用,且可以降低湿敏元件在有机污染物中的漂移,提高电容式湿敏元件的稳定性。     

钇掺杂纳米α-Fe2O3的合成及气敏性能研究

采用柠檬酸sol-gel法制备了不同掺杂量的Y2O3-Fe2O3(w(Y2O3)=0~7%)纳米粉体材料,并用X射线衍射仪、透射电镜等测试手段分析了材料的微观结构,并进行了气敏性能测试。研究发现:掺杂适量Y2O3可抑制α-Fe2O3晶粒的生长,提高粉体材料的气敏性能,其中掺杂量为5%的烧结型气敏元件在160℃的较低温度条件下,对汽油有较高的灵敏度,较好的选择性及响应–恢复特性,且线性检测范围较宽。     

水热法制备Co掺杂WO_3气敏材料及其性能研究

采用水热法合成了Co掺杂的纳米WO3气敏材料,研究了不同含量Co掺杂的WO3气敏材料的气敏性能以及环境湿度对其性能的影响。结果表明,少量Co掺杂可以提高WO3的气敏性能,Co掺杂量为质量分数0.8%的WO3基气敏元件对H2S和NOx具有很好的选择性,灵敏度分别高达183.214和1 619.726,并且该元件具有很好的抗湿性。     

复合钒钼酸干凝胶薄膜湿敏特性的影响因素

采用sol-gel法制备复合钒钼酸H2V12–xMoxO31±y·nH2O(0≤x≤4)干凝胶薄膜并研究了Mo含量、电极及温度等对其湿敏特性的影响。结果表明:当工作频率为1kHz,温度20℃,涂覆于金电极上的H2V10Mo2O31±y·nH2O(x=2)干凝胶薄膜在全湿度范围内具有线性好、灵敏度较高、响应快、湿滞小的特点,是一种很有前途的新型湿敏材料。     

掺杂(Pb1－xSrx）TiO3系铁电陶瓷材料

通过掺杂 ( Pb1-x Srx) Ti O3( PST)系铁电陶瓷的制备 ,初步研究了掺杂、烧结温度、测试频率等对 PST系陶瓷材料介电性能的影响。在相同的 Pb/ Sr配比下 ,La2 O3掺杂较同样份量的 Mn O2掺杂所制得的样片的温度系数要高 ,介电损耗要小 ,而适当高的烧结温度有利于其介电性能的改善。随着测试频率的增加 ,测得的材料介电常数略有下降 ,而居里温度与温度系数基本维持不变。     

Al掺杂ZnO厚膜的sol-gel法制备及其气敏性能研究

以硝酸锌、硝酸铝和氢氧化钠为原料,采用sol-gel法制备铝掺杂的纳米氧化锌厚膜(样品),并利用XRD和SEM对其微观结构进行了表征。研究了铝掺杂量和退火温度对ZnO厚膜的气敏性能的影响。结果表明:700℃退火、掺w(Al)为2.9%的样品对体积分数为4.0×10–1的丙酮有很好的选择性,最大灵敏度达到7 779左右,最佳工作温度约为162℃,响应、恢复时间均为1 s,最后讨论了铝掺杂纳米氧化锌的气敏机理。     

衬底温度和氮气分压对氮化锌薄膜的性能影响

采用射频磁控溅射法在不同衬底温度和不同氮气分压下在石英玻璃衬底上制备氮化锌薄膜. 利用XRD和喇曼散射仪分析了样品的晶体结构和组成. 结果表明当氮气分压为1/2时可以生成多晶单一相的氮化锌薄膜. 利用霍尔效应和光学透过谱测量了样品的电学和光学性质. 结果表明衬底温度对样品的电学和光学性质有很大的影响. 衬底温度从100℃上升到300℃时,样品的电阻率从0.49降低到0.023Ω·cm. 电子浓度从2.7×1016升高到8.2×1019cm-3. 在衬底温度为200℃,氮气分压为1/2时,样品的光学带隙为1.23eV.     

Sensitivity enhancement of OD- and OD-CNT-based humidity sensors by high gravity thin film deposition technique

The humidity sensing properties of the thin films of an organic semiconductor material orange dye(OD)and its composite with CNTs deposited at high gravity conditions have been reported. Impedance, phase angle, capacitance and dissipation of the samples were measured at 1 kHz and room temperature conditions. The impedance decreases and capacitance increases with an increase in the humidity level. It was found that the sensitivity of the OD-based thin film samples deposited at high gravity condition is higher than the samples deposited at low gravity condition. The impedances and capacitance sensitivities of the of the samples deposited under high gravity condition are 6.1 times and 1.6 times higher than the films deposited under low gravity condition.     

CuO掺杂对BaZn_2Ti_4O_(11)陶瓷微波介电性能的影响

采用固相反应法制备了CuO掺杂的BaZn2Ti4O11陶瓷,研究了所制陶瓷的物相、微观结构和微波介电性能。结果表明,CuO既可以在晶界处形成低共熔体,导致液相烧结,降低烧结温度40℃,又可使部分Cu2+进入晶格取代了部分Zn2+,增加Q.f值。掺杂质量分数0.5%的CuO在1 160℃烧结2 h所制得BaZn2Ti4O11陶瓷的微波介电性能较佳:相对介电常数εr=29.4,Q.f=50 500 GHz,频率温度系数τf=–35.6×10–6/℃。     

PbO和Bi_2O_3-Li_2CO_3助烧剂对Pb(Zr_(0.9)Ti_(0.1))O_3厚膜热释电性能的影响

采用丝网印刷工艺制备了Pb(Zr0.9T0.1)O3(PZT)厚膜,研究了过量PbO和Bi2O3-Li2CO3共同助烧对PZT厚膜低温烧结特性、微观结构、相构成以及介电和热释电性能的影响。结果表明:随着过量PbO及Bi2O3-Li2CO3添加量的增加,PZT厚膜的烧结温度和晶粒尺寸均逐渐降低。当PbO过量6.4%(质量分数)、Bi2O3-Li2CO3添加量为5.4%(质量分数)时,PZT厚膜可在900℃低温下致密成瓷,且其热释电系数和探测率优值均得到大幅提高;所得样品在30℃时的热释电系数为10.6×10–8C.cm–2.K–1,探测率优值为8.2×10–5Pa–1/2。     

VHF-PECVD法氢化微晶硅薄膜的低温制备

采用VHF-PECVD方法,以高氢稀释的硅烷为反应气体,低温条件下成功地制备了系列μc-Si∶H薄膜.对薄膜的厚度测量表明:增大激发频率和反应气压能有效提高沉积速率;随着等离子体功率密度的增大,沉积速率呈现出先增后减的变化.薄膜的Raman光谱、XRD及TEM等测试结果表明:提高衬底温度或减小硅烷浓度,可增大薄膜的结晶度和平均晶粒尺寸;等离子体激发频率的增大只影响薄膜的结晶度,并使结晶度出现极大值;薄膜中存在 (111)、(220)和(311)三个择优结晶取向,且各结晶取向的平均晶粒尺寸不同.     

掺铝氧化锌陶瓷靶材的制备及其薄膜的光学性能

以Al(NO3)3.9H2O和ZnO粉体为原料,采用常压烧结方法制备了高致密度和高导电性的ZnO:Al(AZO)陶瓷靶材。研究了烧结温度对AZO靶材微观结构、相对密度和电性能的影响。当Al和Zn的摩尔比为3:100,烧结温度为1 400℃时,所制AZO靶材的致密度达96%,电阻率为2.5×10–2.cm。以烧结温度为1400℃的AZO陶瓷靶为靶材并通过直流磁控溅射在玻璃基片上制备出了高度c轴择优取向的AZO薄膜,其可见光透过率为90%,禁带宽度为3.63 eV,电阻率为1.7×10–3.cm。