基于基板界面调控的半导体材料气敏性特征研究进展

基板界面对于气敏材料的结晶生长和气敏特性至关重要,不仅能够为晶体的生长提供成核位点,还能调控材料的微观形貌,并进一步影响材料的气敏特性。重点归纳和总结了硅基板、玻璃基板、Al2O3基板、AAO基板等常规基板以及黏土矿物基板对气敏材料生长特性和气敏特性的影响。分析了各种基板界面结构特性、界面调控方式及效果、气敏材料生长及特性等。常规基板具有较为稳定的物理化学性质,有助于获得结晶程度高、比表面积大、气敏效果佳的气敏材料。但仍存在一些不利于材料生长的结构特性,如表面光滑、晶格失配、耐高温及酸碱程度差等问题,需要在材料生长过程中对基板进行界面调控处理,以达到改善缺陷、获得具有优越性能的纳米气敏材料的目的。黏土矿物基板能够解决常规基板存在的一些问题,但基板的结构和性能仍需不断完善和优化。基于国内外研究进展,探讨了贵金属催化剂层调控、多孔化处理、种子层预处理和二元复合材料制备等界面调控方法对气敏材料微观形貌和气敏性能的影响,并对基板法制备气敏材料的未来发展方向进行了展望。基板的改进和研发将提升气敏材料的性能,推动半导体气体传感器在矿山的应用,对矿业资源的绿色开发具有重要意义。