溅射SnO2／α—Fe2O3薄膜的敏感特性研究

薄膜元件应用前景广阔,为进一步探索多层薄膜元件的性能,我们对SnO_2及ZnO体系作了分析研究,得到了双层膜在灵敏度与选择性方面都明显优于单层膜的结论.本文介绍SnO_2/α-Fe_2O_3体系的实验结果.1 实验1.1 敏感膜的制备与成膜物相分析     

镉、锡复合氧化物薄膜的气敏性能

以不同锡、镉比的CdO、SnO_2混合粉料作靶,采用直流溅射方法制得镉、锡复合氧化物薄膜。由XPS及SEM分别对薄膜的组成与形貌进行分析,并探讨了掺钯前后,Sn/Cd比、工作温度及气体浓度等对CdO—SnO_2混合溅射膜性能的影响。     

Fe2O3/SnO2和SnO2/Fe2O3双层薄膜的XPS分析

用X光光电子能谱(XPS),结合Ar~+刻蚀对Fe_2O_3/SnO_2及Fe_20_3/SnO_2双层薄膜进行分析.结果表明:Fe_2O_3/SnO_2膜表面,晶格氧的结合能为529.85eV,热处理前有大量吸附氧存在,在600℃退火后,大部分羟基、羰基形态的吸附氧解吸;SnO_2/Fe_2O_3膜表面,热处理前后都只有少量的吸附氧,经热处理后表面吸附氧却略有增加.双层薄膜中锡向氧化铁层的扩散较铁向氧化锡层的扩散强.扩散的结果,形成了一个数十纳米的过渡层,对元件的气敏性质产生一定的影响.     

射频溅射—热处理法研制SnO2薄膜

本文比较详细地研究射频溅射Sn膜—热处理氧化制备SnO_2薄膜的工艺因素对薄膜结构的影响,得到了采用该新工艺制备SnO_2薄膜的最佳条件:首先采用350W×0.10Pa×20min的射频溅射工艺制备 β-Sn膜;然后采用在550～650℃温度条件下保温2～3h的热处理工艺制备出SnO_2薄膜。X-射线衍射实验结果表明,在该工艺条件下可以得到非常细小均匀的纳米级SnO_2晶体结构,为薄膜型SnO_2气敏元件新工艺研究提供了基础性资料。     

基于SiO2/ZnO/SiO2/SiC复合结构瑞利波谐振器设计

采用有限元法建立了ZnO/SiC,ZnO/SiO2/SiC和SiO2/ZnO/SiC这3种不同复合结构模型,仿真分析了ZnO薄膜厚度一定的情况下,不同厚度SiO2薄膜对谐振器瑞利波相速度、机电耦合系数的影响,并根据分析结果设计出了基于SiO2/ZnO/SiO2/SiC复合结构瑞利波谐振器的具体尺寸.结果表明:设计的谐振...     

S枪制备的SnO2气敏薄膜分析

本文主要介绍采用S枪磁控反应溅射技术制备SnO_2气敏薄膜材料.运用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X衍射仪、俄歇电子能谱仪及X光电子能谱仪进行了SnO_2薄膜表面形貌、晶格结构分析,并与不同工艺条件下的组分分析比较,为选择SnO_2薄膜制备工艺提供了重要的实验依据.     

高压静电纺丝工艺制备PVDF-ZnO/GR共聚物膜的压电性能研究

提出了一种利用高压静电纺丝工艺制备PVDF/ZnO及PVDF/Graphene(以下简称GR)共聚物膜的方法并对其压电性能进行了研究。通过在传统的PVDF溶液中混入氧化锌和石墨烯,制备得到PVDF共聚物膜,对PVDF,PVDF/ZnO,PVDF/GR三种膜进行电镜扫描以表征其表面结构。对三种压电薄膜进行了压电响应对比实验,PVDF,PVDF/ZnO,PVDF/GR三种薄膜的压电响应峰值分别达到16.8 V,29.6 V,21.7 V。PVDF/ZnO压电薄膜对比PVDF压电薄膜的电压峰值提高12.8 V。PVDF/GR压电薄膜对比PVDF压电薄膜的电压峰峰值提高了4.9 V。对三种压电薄膜进行了能量收集实验,PVDF,PVDF/ZnO,PVDF/GR三种薄膜分别令LED灯点亮11.3 s,17 s,14.6 s,输出功率密度为6.79μW/cm^2,19.28μW/cm^2,15.11μW/cm^2。PVDF共聚物膜对比PVDF膜在压电性上有显著提高,可应用于压电能量收集或可穿戴传感器等应用领域。     

用PCVD制备的SnO2导电薄膜及其对NOx的气敏特性

本文利用PCVD方法制得了SnO_2导电薄膜,分析了其电学性能与沉积参数的关系,同时测得该膜具有负温阻特性,这种薄膜是n型半导体膜。在不同温度和不同NOx气体浓度下,对该膜进行了NOx气敏特性的测试。发现在常温下,SnO_2薄膜对NOx,具有较高的灵敏度,响应时间快的特性。     

基于高压静电纺丝法制备P(VDF-TrFE)/ZnO/GR复合膜压电性能的研究

提出了一种利用高压静电纺丝法制备P(VDF-TrFE)/ZnO/Graphene(以下简称GR)复合纳米纤维薄膜的方法，并对其压电性能进行了研究。首先，利用扫描电镜（SEM）观测复合薄膜的表面形貌并分析其X射线衍射（XRD）图谱。其次，将薄膜封装为三明治结构的压电纳米发电机(PNG)并研究了其压电性能。结果表明，含10%ZnO、0.1%GR的P(VDF-TrFE)/ZnO/GR复合薄膜压电纳米发电机开路输出电压和短路输出电流峰值为12.6V、7.88μA，约是纯P(VDF-TrFE)薄膜的2.7倍、3.1倍。在激振力大小3.5N，频率为5HZ的条件下P(VDF-TrFE)/ZnO/GR压电纳米发电机的最大瞬时输出功率为33.85μW，持续激振21分钟后，LTC3588-1毫微功率能量收集电源可以稳定输出3.3V电压1.5s。P(VDF-TrFE)/ZnO/GR压电纳米发电机具有良好的压电性能，具有成为自供电设备的潜力。     

微型硅基弯曲板波器件

介绍了基于ZnO压电薄膜的微型弯曲板波(FPW)器件的设计与制作。为减小薄膜的应力,器件采用LTO/ZnO/LTO/Si3N4多层复合板结构,并采用直流磁控溅射工艺制备ZnO压电薄膜,在压电复合板结构上沉积两对叉指电极,分别用于Lamb波的激发和接收。X射线衍射分析表明,沉积的ZnO薄膜C轴高度择优;扫描电子显微镜分析表明,制备的ZnO薄膜平整、致密,晶粒生长呈现明显的柱状结构;通过分析制备的高次谐波体声波谐振器(HBAR)器件性能来间接检验ZnO压电薄膜的电学性能,HBAR器件的品质因子较高,表明薄膜有较好的压电性能。利用安捷伦E5071C网络分析仪检测FPW器件的频率响应,结果表明反对称A0模式Lamb波的实测中心频率与理论计算的频率结果基本一致。     

ZnO/SnO2双层膜的结构及敏感特性研究

将ＳｎＯ２及ＺｎＯ粉末压制成靶材，采用溅射衍制备了ＺｎＯ／ＳｎＯ２双层薄膜，用ＸＰＳ，ＸＲＤ，ＳＥＭ等手段对制得的薄膜进行分析测试，发现双层膜表面有一定量的吸附氧存在，双层膜中锌、锡有一定的相互扩散，比较了单层ＳｎＯ２及ＺｎＯ膜与双层膜的气敏特性，结果表明双层膜在灵敏度及选择性方面都优于单层膜。     

双层厚膜结构改善气敏元件灵敏度和选择性研究

研究了厚膜印刷技术制备的双层膜结构气敏元件的灵敏度和选择性.测量结果表明:在二氧化锡(SnO2)单层膜下再添加一层纳米三氧化钨(WO3)材料厚膜,可以提高气敏元件对酒精、丙酮、甲醛、甲苯还原气体的灵敏度和选择性.当浓度为900×10-6时,将SnO2覆盖在WO3之上形成双层膜时,较两种材料对应的单层膜灵敏度均有所提升.因此,双层厚膜结构为改善元件的灵敏度和选择性提供了一种可行的方法.初步认为,双层膜的作用与膜的上、下排列顺序有很大的关系,也与双层界面间由于扩散效应所形成的过渡层有关.     

SnO2基薄膜气体传感器制作与敏感性测试

在现有的粉末烧结型SnO2基气敏传感器基础上研制了薄膜型SnO2基气体传感器,以抛光的丽热石英玻璃为基片,真空磁控溅射50～70nm厚度的SnO2薄膜,在SnO2薄膜上分别溅射不连续的ZnO、Al2O3、CeO2、InO2等薄膜,传感器背面溅射30μm的Ni80Cr20电阳合金作为传感器加热电阻,用薄膜热电偶测量传感器工作温度。测试了不同的复合瞑对传感器灵敏度和选择性的影响,并对传感器的吸附与解吸速度进行了测试,薄嗅传感器达到相同灵敏度所需的工作温度比粉末烧结型传感器下降100～150℃,吸附解吸速度比粉末烧结型快。     

掺钯二氧化锡气敏薄膜的实验研究

XPS分析表明,用直流溅射法制备的掺钯薄膜气敏元件,钯的溅射率比锡高,在薄膜中钯的含量高于靶中的含量、和纯SnO_2薄膜相比,此元件对还原性气体有很高的灵敏度,尤其对H_2和CH_4.对于该元件的气敏机理也作了初步探讨.     

电场对二氧化锡纳米薄膜电性质 和气敏性质的影响

本文研究了用直流气体放电活化的反应蒸发制备的二化锡纳米薄膜的表面性质、电学性质以及气敏性质，重点研究正反向电场对其电学性质和气敏性质的影响，从理论上探讨了它的气敏机理。     

ZnO、SnO_2复合UPF的热处理特性及其显微结构

采用直流气体放电活化反应蒸发沉积法制备的氧化锌、氧化用超微粒复合膜进行热处理，并对热处理前后样品的微观结构及所产生效应的机理进行了讨论．     

Evaluation of photoresponse in solution-processable ZnO thin film transistor for radiative sensor applications

Thin film transistor based on the spin-cast ZnO channel layer was fabricated with SiO₂ dielectric layer on Si substrate. The ZnO active layer grown by sol-gel spin-cast caused an increase in the field-effect mobility compared to those of the ZnO TFTs with the channel layer grown by zinc acetate precursor. Under light illumination, the ZnO-TFT in turn-off state exhibited a high drain current, which is 12.82 times higher than dark drain current, whereas in turn-on state is 9.43 times. The photosensing behavior of thin film transistor based on the spin-cast ZnO channel layer indicated more pronounced under a depletion region of 0 V gate bias. The obtained results indicate that the ZnO layer spin coated on SiO₂ gate layer can be an effective and promising way to increase factor for improving the device performance and for light detecting of ZnO thin film transistor and the studied thin film phototransistor can be used in optoelectronic applications.     

多层薄膜高性能乙醇传感器

采用PECVD方法，分别注积了SnO2-Fe2O3、SnO2-TiO2-Fe2O3等双层和三层气敏薄膜材料，制成了旁热式传感器。实验结果表明，这种多层结构的元件对乙醇有很高的灵敏度与选择性。