MO—PECVD SnO2—x气敏薄膜

以金属有机化合物(MO)四甲基锡[sn(CH_3)_4]为源物质,利用等离子体增强化学气相沉积技术,分别在单晶硅片、三氧化二铝陶瓷基片上淀积了纯净的SnO_(2-x)薄膜,对淀积的一些工艺条件,膜的结构、成分和薄膜元件的气敏性能进行了研究,并与普通PECVDSnO_(2-x)薄膜元件的气敏性能作了比较,对SnO_(2-x)膜的气敏机理作了探讨。     

多功能NiO—SnO2气敏材料的敏感特性

采用化学共淀淀法合成了不同配比的ＮｉＯ－ＳｎＯ２气敏材料，用Ｘ射线衍射法分析材料的结构与组成，测试了元件的气敏性能，并利用表面催化作用较好的解释了材料的敏感机理，通过改变ＮｉＯ的掺杂量及气敏元件的加热功率，ＮｉＯ－ＳｎＯ２材料可分别实现对Ｈ２，Ｃ２Ｈ５ＯＨ的选择性检测以及对Ｃ２Ｈ５ＯＨ、Ｈ２、ＣＯ、Ｃ４Ｈ１０和汽油等气体的广谱检测。     

ZnO气敏陶瓷的制备与气敏性能研究

分别用氨水、草酸铵、尿素和碳酸钠做沉淀剂合成了4种不同陶瓷微结构的ZnO气敏材料。用X射线衍射(XRD),透射电子显微镜(TEM)和电子衍射(ED)法研究了其晶体和陶瓷微结构。采用静态配气法测试了其气敏效应。ZnO陶瓷具有四方和六方2种不同的结晶外形,颗粒尺寸为0.1～4μM。ZnO陶瓷对C_2H_5OH具有较好的气敏选择性,通过SnO_2的掺杂,ZnO对C_2H_5OH的选择性可进一步提高。颗粒微细化有助于提高ZnO的气体灵敏度。     

国外部分

92039 电子气体保持增长势头 Chemical Week,1991,148(22),26～27 在过去10年中,半导体制造用气体和淀积材料市场稳定持续增长。一半以上电子气用作惰性气氛气和载气,它们主要是高纯N_2、O_2、H_2和稀有气体;有40～50种特种气体用于硅片的化学汽相淀积、刻蚀、掺杂及其它应用。1992年电子工业将进入上升期,气体用量可增长15％～17％。气体用量与半导体市场紧密相关。在全球半导体     

α-MoO3纳米棒的制备及其NOx气敏研究

利用水热法制备了正交相三氧化钼(α-MoO_3)纳米棒,通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜等研究分析了其微观形貌及结构,并测试了α-MoO_3纳米棒气敏元件对体积分数不同的氮氧化物(NO_x)的气敏性能。结果表明:α-MoO_3纳米棒气敏元件对NO_x气体显示出良好的气敏性能。在200℃的工作温度下,该气敏元件对体积分数20×10~(-6)的NO_2气体的响应值可达23,同时气敏元件具有良好的气体选择性。     

SnO_2/Fe_2O_3多层结构薄膜型气敏元件的研究

本文报导了采用等离子体增强化学气相淀积(PECVD)方法制备 SnO_2/Fe_2O_3多层薄膜气体敏感材料及敏感元件的性质。所研制的多层薄膜在保持对乙醇有较高的灵敏度及较好的响应恢复时间的同时,其稳定件较单层膜有明显地改善。乙醇和汽油的分离倍数达10左右,对其它气体分离倍数更高。研究表明所制备的 SnO_2/Fe_2O_3薄膜材料可用于开发新型气敏元件。     

SnO_2半导体气敏元件及应用

文中报导了以SnO_2为基体,掺以In_2O_3等物质,用烧结法制备N型半导体气敏元件的工艺过程。由实验方法得出这种气敏材料的最佳配方为SnO_2:In_2O_3:TiO_2:Pt石棉=0.75:0.1:0.05:0.1。SnO_2是用Sn(OH)_2沉淀分解法制备的。使用前在750℃下热处理2小时。并对所制备的元件进行了加热电流、回路电压、掺杂剂等对元件灵敏度影响的特性试验。所做元件用在检测可燃性气体的气敏检漏仪上。对氢的定量检测进行了研究,所得数据和其它氢气分析仪器做了比较,结果表明,用所制的SnO_2为基体的气敏元件定量测定氢是有可能的,但须要进一步完善。     

纳米CuO-SnO2气敏材料制备及对CO2的气敏性能研究

用Sol-Gel法制备了纳米级的CuO-SnO2气敏粉体;运用DSC-TG、XRD、TEM等分析手段对不同热处理温度和不同配比浓度的粉体进行了表征,可知获得了纳米级的的不同掺杂的气敏粉体;并用所得粉体制作成气敏元件,对CO2气体进行了气敏性能测试,掺杂摩尔百分含量为50%的CuO-SnO2气敏元件对CO2有较好的气敏性能.     

气敏元件的技术改造—薄膜气敏元件的开发

简要叙述了气敏元件技术改造的情况,介绍了研制薄膜气敏元件的工艺流程和芯片结构以及我们已研制出的薄膜元件(SnO2,ZnO,Fe2O3,TiO2,ZnSnO3)的气敏特性和温耗特性。     

Zn_2SnO_4多面体的水热合成及气敏性能研究

采用水热法合成了锡酸锌(Zn_2SnO_4)多面体,通过X射线衍射和扫描电子显微镜对其物相和形貌进行了表征,并测试了基于Zn_2SnO_4多面体所制得的气敏元件的气敏性能。研究结果表明,气敏元件对乙醇具有良好的选择性,在300℃的最佳工作温度下,气敏元件对浓度为1000mg/L的乙醇气体的灵敏度达到19.2。     

稀土Dy掺杂纳米SnO2薄膜的结构与气敏特性

采用真空蒸发法在玻璃衬底上制备稀土Dy掺杂Sn薄膜,对薄膜进行合适的氧化、热处理后获得Dy掺杂SnO2薄膜.用X射线衍射、场发射扫描电子显微镜、静态配气法对薄膜性能进行测试,研究不同掺Dy含量和热处理条件对SnO2薄膜的影响.结果显示,制备的SnO2薄膜呈金红石结构为n型;在相同热处理条件下,Dy掺杂可明显缩短薄膜氧化、热处理的时间;适当掺入稀土Dy可明显改善SnO2薄膜的结构、气敏特性.掺Dy 3at%后可大大提高SnO2薄膜对丙酮气体的灵敏度.     

CdO／SnO2双层薄膜的气敏性能

以ＣｄＯ、ＳｎＯ＿２粉料作为靶，采用直流溅射方法制得ＣｄＯ、ＳｎＯ＿２双层薄膜元件，比较了ＣｄＯ／ＳｎＯ＿２与ＳｎＯ＿２／ＣｄＯ在性能方面的差异。认为ＣｄＯ／ＳｎＯ＿２的气敏性能较好，并初步探讨了工作温度和膜厚等因素对ＣｄＯ／ＳｎＯ＿２元件的电学性质及气敏特性的影响。     

磁控反应溅射SnO2薄膜的气敏特性

报导了对圆形平面靶直流磁控反应溅射生成的SnO_2薄膜的实验测试和对实验结果的分析。研究结果表明,SnO_2薄膜对一些有毒气体或可燃性气体有强的气敏效应和良好的选择性。对SnO_2薄膜的掺杂可大大改变气敏元件的灵敏度、选择性和工作温度。本文还对其工作机理进行探讨及提出可能的解释。     

TiO2基有机气体敏感元件的制备及性能研究

将多种金属氧化物掺入TiO2中,通过传统的陶瓷气敏传感器制备技术,制作了旁热式烧结型传感器,研究了这些传感器对有机挥发性气体(VOCs)的敏感特性。在不同浓度的甲醛、苯、丙酮和乙醇气氛中,测试了传感器的气敏特性。测试结果表明,添加In2O3、Cr2O3或SnO2能提高传感器对苯的灵敏度,添加In2O3或Cr2O3能提高传感器对丙酮的灵敏度,添加Cr2O3或SnO2的元件对甲醛气体较灵敏。此外,本文还研究了传感器陶瓷的烧结温度对传感器气敏特性的影响。     

SnO2-x薄膜非化学计量比对气敏性能的影响

采用反应磁控溅射法制备SnO2薄膜经常出现化学计量比的失衡问题。通过控制溅射过程中的氧分压制备不同化学计量比的SnO2-x薄膜,研究非化学计量比对薄膜结构、成分以及气敏性能的影响。XRD结果表明氧分压对材料结构和取向的影响非常显著。薄膜的O／Sn和表面化学成分通过XPS进行确定,分析发现氧分压的增加促使薄膜接近化学计量比,但表面化学吸附氧含量在0．33Pa氧分压下达到最大。气敏性能测试表明,非化学计量比主要影响薄膜表面的化学吸附氧数量,从而影响导电性和气体敏感性。氧分压对薄膜化学吸附氧的影响趋势与对气敏性能的影响趋势一致。0．33Pa氧分压下制备的薄膜拥有最多的表面吸附氧,同时对氢气的灵敏度高达45．6％。另外,在0．2～0．5Pa氧分压下制备的薄膜对氢气具有较好的选择性。     

PECVD方法制备SnO2气敏薄膜的电子显微镜研究

通过ＳＥＭ、ＴＥＭ研究了ＰＥＣＶＤ方法制备的ＳｎＯ＿２薄膜的显微结构，讨论了沉积速率与颗粒大小的关系；在Ｓｉ、陶瓷和ＫＢｒ３种不同衬底上沉积的ＳｎＯ＿２薄膜的差异以及退火对ＳｎＯ＿２膜结晶状态的影响。结果表明，ＰＥＣＶＤ方法制备的ＳｎＯ＿２薄膜是非晶态，具有柱状结构。退火使非晶ＳｎＯ＿２膜向着多晶方向转化，演化过程为：非晶大颗粒→超微粒多晶→晶粒长大。     

多层气敏薄膜表面吸附及界面扩散的研究

制备了ＳｎＯ３／ＺｎＯ及ＺｎＯ／ＳｎＯ３多层结构的气敏薄膜，用能谱结合氩离子刻蚀的方法及Ｘ射线衍射法，对薄膜的表面吸附。膜间的相互与组成等进行了研究，结果表明：薄膜表面存在少量的吸附多层膜中锌的扩散远比锡一个模型，对吸附现象作了初步的解释，讨论了造成锌锡扩散的原因。     

二氧化锡中空球的制备及其电化学性能研究

用碳球做模板,SnCl_4·5H_2O和尿素为前驱体制备了二氧化锡(SnO_2)中空球.X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和高分辨透射电镜(HRTEM)结果表明:制备出来的SnO_2中空球为四方相结构,其直径和壁厚分别约为250nm和40nm.恒电流充放电测试结果显示:在电流密度为160mAh·g~(-1)(0.20时,该SnO_2中空球的首次放电容量为1720mAh·g~(-1),第15周期放电容量保持到615mAh·g~(-1);从第4周期开始,库仑效率均保持在90%以上.电流密度为320mAh·g~1(0.4C)时,第15周期放电容量保持到588mAh·g~(-1).以上结果表明,这种材料具有较高的储锂容量和较好的可逆性能,是一种有前景的锂离子电池负极材料.     

TiO2/SnO2复合薄膜光诱导超亲水性机理的XPS研究

利用X射线光电子能谱仪对用溶胶-凝胶法制备的TiO2/SnO2复合薄膜的表面化学状态进行分析,结果表明:热处理及紫外光照前后,薄膜表面的化学状态均发生了变化,薄膜表面的碳氧或过氧化物基团增加,这些基团具有较强的活性,通过氢键和水中的极性基团作用,产生超亲水性.此外,掺杂SnO2提高了TiO2/SnO2复合薄膜的表面能,改变了薄膜表面的化学结构,使TiO2薄膜获得了较好的亲水性能和催化活性.