直流反应磁控溅射WO3薄膜气敏特性研究

用直流反应磁控溅射法制成纳米结构的WO3薄膜气敏传感器,通过XRD,SEM和XPS对该薄膜的晶体结构和化学成分进行分析,研究了不同基片上制备的WO3薄膜的氨敏特性与薄膜厚度、退火温度的关系.实验得到的薄膜粒径大小约30-50 nm,结果表明:在未抛光的三氧化二铝基片上沉积厚度为40 nm的WO3薄膜,经过400℃退火,在体积分数为5×10-5 NH3中的灵敏度达到300,而且气体选择性好,响应-恢复时间短,可以作为理想的氨敏元件.     

碳纳米管掺杂WO_3气敏元件敏感特性的研究

研究以碳纳米管(CNT)为掺杂剂制备的CNT-WO3旁热式气敏元件。采用球磨、超声分散的方法对碳纳米管进行分散处理,溶胶—凝胶方法制备WO3微粉,用SEM观察了WO3气敏材料的显微结构,测试了元件对丙酮的气敏性能。结果表明:碳纳米管存在于平均粒径为30~50 nm的WO3晶粒间,从而增加了材料的气孔率。碳纳米管掺杂元件对丙酮的灵敏度远高于纯WO3元件,质量分数为0.4%的掺杂量对丙酮有最高灵敏度,具有能检测低体积分数丙酮气体、选择性好的优点,特别是掺杂碳纳米管明显提高了WO3元件的响应速度。     

直流反应磁控溅射法制备WO_3薄膜及其氢敏特性研究

采用直流反应磁控溅射法,在未抛光的A l2O3基片上制备WO3薄膜,在干燥空气中经过热处理;利用SEM观察薄膜表面形貌;通过XRD测量,对薄膜的晶体结构进行分析;薄膜氢敏特性测试采用静态配气法。经过400℃热处理,当工作温度在270℃时,对体积分数为3×10-4氢气的灵敏度达到了77,稳定性较高,选择性好,响应时间很快,在15 s以内,是一种较理想的氢敏材料。     

脉冲激光溅射沉积WO3气敏膜

本文研究了脉冲激光溅射镀膜技术沉积WO_3基片在室温下,沉积的WO_3膜部分晶化并部分还原.经热处理,在450℃左右膜层开始晶化,最后形成三斜晶系的WO_3晶化后颗粒在几十到几百纳米之间.本技术沉积的WO_3膜对NO_2气体有非常好的气敏性能,可检测0.1×10~(-6)量级的NO_2气体.WO_3膜的灵敏度随温度降低而增大,但同时响应时间和恢复时间增长.同其它制备技术相比,本技术沉积的WO_3膜显著提高了响应性能:响应时间和恢复时间,它们分别为30_s和70_s.     

气体传感器中的厚薄膜技术

厚薄膜技术已广泛用于制作气体传感器,在气敏技术中起重要作用。综述了在气体传感器制造中使用的厚薄膜技术,包括厚膜、薄膜、超微粒子薄膜和LB膜技术。     

溅射Au对SnO_2/Fe_2O_3薄膜气敏特性的影响

通过直流溅射Au对PCVD方法制备的SnO2/Fe2O3双层薄膜的SnO2表面进行了修饰,并对修饰后的Au SnO2/Fe2O3薄膜的气敏特性进行了观测。结果表明,Au的催化作用使Au SnO2/Fe2O3薄膜气敏器件对CO,H2,C2H5OH等气体的灵敏度增大2～3倍,相应于最大灵敏度的工作温度均降低约60℃。这显示直流溅射Au是改善SnO2/Fe2O3双层薄膜气敏性能的一种有效手段。     

薄膜型TiO2氧化感器响应时间的测试与研究

讨论了氧分压测试的原理，方法，利用计算机实现了数据采集自动化，用Ｓｏ－ｇｅｌ方法制备出了薄膜型ＴｉＯ２氧传感器，并对传感器的响应时间进行了测试与分析，发现温度和催化剂对其响应时间有很大的影响。     

MWCNT-WO3薄膜双声路SAW NO2气体传感器

以金属钨粉,H2O2,CH3OH和多壁碳纳米管(MWCNT)为原料,在双声路声表面波(SAW)器件的测量声路上制作了MWCNT-WO3薄膜,提出并实现了一种MWCNT-WO3薄膜双声路SAW NO2气体传感器。由于MWCNT和WO3对NO2气体都有敏感作用,而且碳纳米管的毛细作用、以及MWCNT的加入都增加了气体的接触面积,提高了NO2气体的吸附和敏感作用。同时,SAW器件的双声路结构消除了由于外界测量条件改变引起的测量误差,也进一步提高了传感器的可靠性和准确性。实验结果表明,该传感器对各种浓度的NO2气体具有好的响应特性,在31.2×10-9到20×10-6范围内,传感器的响应灵敏度为9.8kHz/1×10-6,比单一MWCNT或WO3薄膜对NO2气体具有更好的灵敏度和线性特性。     

纳米WO_3粉体的制备及其气敏性能研究

采用溶胶—凝胶法分别用草酸和苯甲酸为凝胶剂制得纳米WO3粉体。通过XRD,TEM等手段对粉体的粒度、晶体结构、形貌等进行了表征,探讨了煅烧温度、工作温度、气体体积分数及不同酸作凝胶剂对气敏性能的影响。结果表明:2种情况所得元件均对NO2有1000以上的灵敏度和较高的选择性,且苯甲酸做凝胶剂有较低的工作温度(125℃)和很快的响应时间(1 s),用草酸做凝胶剂时的恢复时间只有7 s。纳米WO3厚膜NO2传感器是一种实用前景良好的传感器。     

三氧化钨纳米薄膜制备与气敏性能的研究

讨论一种对二氧化氮具有高灵敏性的WO3纳米薄膜的制备方法.当基片温度为室温,溅射混合气体(O2/Ar)的比例为1:1时,用直流反应磁控溅射法制备的薄膜,经过两步热处理(300℃/600℃),得到纳米结构WO3气敏元件.通过XRD、XPS和SEM对该薄膜的晶体结构和化学成分进行分析,用静态配气法测试NO2气敏特性.在Si3N4基片上制备的这种薄膜对空气中较低浓度的NO2(体积分数为0.1×10-5～3×10-5)具有优异的敏感特性和响应特性,最佳工作温度为150℃,在此温度下对其他一些气体(如CO,C2H5OH,NH3)的敏感性很差,显示出良好的选择性.     

WO_3/Si-NPA复合薄膜的电容湿度传感性能研究

制备了基于硅纳米孔柱阵列(Si-NPA)的WO3/Si-NPA复合薄膜,并对其表面形貌进行了表征,研究了其电容湿度传感性能和基点电容的温度漂移。研究表明:WO3/Si-NPA继承了衬底Si-NPA规则的阵列结构的表面形貌特征,WO3的沉积形成了连续的WO3薄膜,WO3/Si-NPA是一种典型的纳米复合薄膜。室温下,WO3/Si-NPA的电容值随测试频率的增加而单调减小,但其灵敏度则在100 Hz时达到最大值。在此测试频率下,当环境的相对湿度从11%RH增加到95%RH时,元件的电容增量高达16 000%,显示WO3/Si-NPA对环境湿度有较高的灵敏度。同时,电容的湿度响应曲线显示出很好的线性。对其基点电容的温度稳定性研究表明:WO3/Si-NPA用作湿度传感的最佳工作温度区为15~50℃。     

Zn2+掺杂WO3基气敏材料的制备及气敏性能研究

通过加热分解钨酸制备的WO3与Zn(NO3)2溶液超声分散,制备出了掺杂Zn2 的WO3基气敏材料。研究了Zn2 掺杂对WO3气敏材料性能的影响。结果发现,Zn2 掺杂WO3基传感器对H2S有较好的气敏性能,在常温下对极低浓度(5×10-6)H2S也有很高的灵敏度(56),适量掺杂可以提高其灵敏度,Zn2 掺杂n_Zn~(2 )/n_W=2%的WO3基传感器的灵敏度最大,对50×10-6H2S在200℃灵敏度可达1800。通过X-射线衍射仪(XRD),比表面测定仪(BET)对材料进行了表征,比表面积范围介于2.5～3.5m2/g之间。结合有关理论,对元件气敏现象及机理进行了解释。     

铈掺杂WO_3纳米材料气敏特性研究

以金属W粉为原料采用溶胶—凝胶法制得纳米级WO3粉体,探讨了不同CeO2添加量对气敏特性的影响。CeO2掺杂WO3材料对挥发性有机化合物(VOCs)气体灵敏度有显著提高,而器件的工作温度有所降低。FE—SEM测试结果说明:CeO2掺杂对晶界的移动形成某种"钉扎"效应,使晶粒减小,比表面积增大。复阻抗谱分析认为,Ce4+主要存在于晶界,使晶界电阻增大,晶界电容减小,提高了WO3材料的气敏特性。     

WO_3掺杂NiO的气敏性能研究

用水热法制备出NiO纳米粉体,对其进行了WO3系列掺杂。利用XRD对产物晶相结构进行表征,测试了掺杂材料的气敏性能。结果表明:适量WO3的掺杂明显改善了NiO材料的气敏性能,其中,掺杂质量分数为6%的气敏元件性能最好,350℃时对Cl2的灵敏度可达到37.5,200℃时对H2S的灵敏度可达30.4。说明该元件在不同温度下对不同气体具有选择性,且该元件对H2S响应恢复快。     

WO3-NiO复合氧化物的微乳法合成及其Cl2敏感特性

采用Triton X-100为表面活性剂,正己醇为助表面活性剂,环己烷为油相配制微乳液,利用微乳液体系制备了WO3-NiO复合金属氧化物,并对其进行了电感耦合等离子体质谱（ICP MS）、X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）以及氮气吸附-脱附的表征。为了进行对比,利用固相混合法制备了WO3-NiO样品,其WO3含量与微乳法制备的样品相同。对比评价了两种复合氧化物对氯气的敏感特性,发现其都呈现P型半导体特性,在250 ℃时,微乳法制备的样品比固相混合法制备的样品的灵敏度高100倍。     

ZnSnO3气敏薄膜的制备和性能

利用共沉淀法制备了ZnSnO3粉体,通过直流溅射制备了气敏薄膜.研究了老化温度、薄膜的组成对气体的灵敏度影响.实验结果表明:600℃老化后,气敏膜薄膜的主要成分是ZnSnO3,在450℃时,该薄膜对乙醇灵敏度约为650,有望开发成酒敏元件.