基于LabVIEW的湿敏元件性能测试分析系统

为了克服传统的传感器特性测试仪功能单一、专用性强的缺点,利用GPIB卡组建由ZL5型智能LCR测试仪与计算机构成的湿敏元件性能测试系统,并基于LabVIEW开发出系统控制软件。根据存储文件方式的不同,采用不同的图形分析方法。通过将其应用于氧化钛基薄膜的湿敏特性研究实验,结果表明该系统能够方便、直观地分析湿敏元件的性能。     

一种制备氧化钒薄膜的新工艺

采用两步法工艺,即先在衬底上溅射一层金属钒膜,再对其进行氧化的方法,在硅和氮化硅衬底上制备了高电阻温度系数的混合相VOx多晶薄膜。电学测试结果表明:厚度为50nm的氧化钒薄膜的方块电阻和电阻温度系数(TCR)在室温时分别达到50kΩ和0.021K-1。     

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。     

聚乙烯醇–氯化锂湿敏薄膜的制备与表面形貌

为了制得均匀完整的薄膜,以提高薄膜的湿敏性能,采用溶胶–凝胶工艺和提拉成膜技术,以正硅酸乙酯、异丙醇铝等金属醇盐为原料,将适量的聚乙烯醇(PVA)加入其中,在氧化铝陶瓷基片上制备出了孔率更大、更均匀的复合湿敏薄膜。实验表明:薄膜先体溶胶粘度与放置时间、温度和PVA的含量有关;薄膜的表面形貌与PVA的含量、先体溶胶的粘度等密切相关;同时用干涉显微镜测试了一层湿敏膜的厚度为0.13 mm。     

退火对不同基底上氧化钒薄膜电阻的影响

采用直流磁控溅射的方法分别在普通玻璃与硅片上制备了氧化钒薄膜,在大气及真空氛围下分别对样品采取了退火处理,测量了退火前后薄膜的电阻,结合样品的XRD图谱进行了分析。结果表明,在普通玻璃和硅片上均得到了V2O5薄膜。经过大气氛围退火处理后,薄膜的结晶度明显增强,硅片上薄膜的电阻明显变小,而玻璃基底上的薄膜电阻变化则不明显。在温度升高的过程中,Si片上薄膜电阻变化范围为56～0.54MΩ。而经过真空退火处理的薄膜其电阻均发生改变,升温过程中,玻璃基底与Si片上薄膜的电阻变化范围分别为52～16MΩ、4.3～0.46MΩ,说明经过退火后硅片上沉积的薄膜具有较好的电学性能。     

测辐射热计的微桥研制和Vox膜成膜研究

介绍了测辐射热汁的工作原理、器件结构的几何形状和研制状况,叙述了测辐射热计材料的特性及制备技术.     

光诱导氧化钒薄膜原位太赫兹波调制特性研究

采用磁控溅射及快速热氧化法在c-Al2O3基底制备出高质量的氧化钒薄膜。首先,分析结果表明所制备的氧化钒薄膜表面颗粒大小均匀,表面均方根粗糙度约为16.75 nm,主要成分为VO2和V2O5,V4+离子的含量为78.59%,所制备的氧化钒薄膜具有稳定的热致相变特性;其次,光诱导下薄膜的THz波调制特性研究结果显示,随着激励光功率增大,薄膜的THz透过率逐渐减小;最后,经过多次原位反复测试结果表明所制备的氧化钒薄膜具有稳定可逆的THz波调制特性,可应用于太赫兹开关和调制器等集成式太赫兹功能器件。     

非致冷红外探测器用氧化钒多晶薄膜的制备

采用离子束溅射镀膜和氧化工艺在Si(110)和石英衬底上制备了用于非致冷红外探测器阵列热敏材料的混合相氧化钒多晶薄膜．扫描电子显微镜(SEM)照片显示：薄膜表面呈针状晶粒状,而且薄膜表面光滑、致密,均匀性好．测试结果表明：氧化钒薄膜的方块电阻和电阻温度系数(TCR)在20℃分别为50KΩ和-0.021K^-1。     

磁控溅射氧化钒相变薄膜的电阻温度特性测量

利用MS500-B超高真空磁控溅射镀膜机,分别采用氧化法和还原法在普通玻璃基底上制备了二氧化钒(VO2)相变薄膜;并在20⁸0℃内往复变化时,利用XMT-100数字精密温度计和SX1934数字四探针测试仪测量两类样品的电阻-温度特性曲线。结果表明,两类样品均具有热敏相变特性;氧化法制备薄膜的电阻为9.9680℃内往复变化时,利用XMT-100数字精密温度计和SX1934数字四探针测试仪测量两类样品的电阻-温度特性曲线。结果表明,两类样品均具有热敏相变特性;氧化法制备薄膜的电阻为9.96⁰.06kΩ,相变温度约为30℃;还原法制备薄膜的电阻为80.30.06kΩ,相变温度约为30℃;还原法制备薄膜的电阻为80.3⁷.4kΩ,相变温度约为52℃。     

聚乙烯醇-氯化锂湿敏薄膜的结构与性能

采用溶胶—凝胶工艺将适量的聚乙烯醇加入到以正硅酸乙酯、异丙醇铝等金属醇盐为原料的先体溶胶中，在氧化铝陶瓷基片上制备出LiCl／SiO2复合湿敏薄膜。实验表明，当聚乙烯醇占先体溶胶的质量分数低于1％时，材料为非晶态网络结构；随着聚乙烯醇含量的增加，材料中有晶体析出。加入聚乙烯醇后，薄膜具有阻抗更低，线性度更好等特点，但吸、脱湿响应变慢，湿滞回差增大。     

非致冷红外焦平面阵列VO2薄膜结构和性能研究

采用射频磁控反应溅射方法，通过精确地控制氧分压、基底温度等关键工艺参数，沉积出满足非致冷红外焦平面阵列使用的VO2薄膜。解决了以往其它方法制备过程中薄膜相成份较为复杂、薄膜不均匀和电阻温度系数达不到使用要求的问题。利用X射线衍射和X射线光电子谱，分析了薄膜的成分、相结构、结晶和价态情况，用原子力显微镜表征了薄膜的微观结构，分光光度计分析了薄膜在可见到红外波段（500－2500nm)高低温透射率变化情况，对薄膜的电学性能也进行了测量和分析。结果表明VO2薄膜纯度高，结晶好，薄膜的光透射率在波长2000nm处相变前后改变了42％，室温下的方块电阻为26．8kΩ/□，电阻温度系数为2．2％／℃。同时给出了利用X射线光电子谱中钒的V2p3/2特征峰位表征氧化钒相结构的方法。     

制备工艺对氧化钒薄膜微观结构的影响

为了研究制备工艺对氧化钒薄膜微观结构的影响,采用X射线衍射和扫描电镜,对用sol-gel法制作的、不同热处理条件下的硅基氧化钒薄膜之结构及形貌进行了分析。结果表明,470℃下制作出的有种子层薄膜无裂纹、致密性好、晶粒尺寸分布均匀,在此温度下热处理4 h得到的有种子层氧化钒薄膜V2O5相最纯,衍射峰最强,而提高热处理温度会导致晶向杂乱,V2O5相的衍射峰强度降低,使得VO2相增多。     

气敏传感器集成化的研究

本文回顾了气敏传感器的发展史,针对限制气敏传感器发展的诸因素,提出了解决问题的思路;指出了集成化的关键在于敏感膜的设计和制备,最后讨论了几种有前途的集成气敏传感器单元。     

氧化锌压电薄膜传感器设计理论研究

利用压电薄膜和表面微机械技术可实现新型的氧化锌簿膜器件。本文分析了氧化锌薄膜表面微机械器件中氧化锌的压电效应，微机械结构的应力分布，以及压电感应电荷与器件尺寸的关系。这些结果可为器件的设计提供理论依据。     

不同升温热处理方式二氧化钒薄膜的制备与光学相变性能

采用双离子束溅射方法制备氧化钒薄膜,分别利用常规和快速两种升温方式对氧化钒薄膜进行热处理,利用傅里叶变换红外光谱技术对热处理后氧化钒薄膜的变温光学透射性能进行测试,并对5μm波长处透过率随温度的变化曲线进行相变特性分析.实验结果表明,经过常规和快速升温热处理后均获得了二氧化钒薄膜;快速升温热处理后得到的薄膜中二氧化钒晶粒较小,尺寸分布均匀;而常规升温热处理后的二氧化钒薄膜中晶粒尺寸分布较宽、常规和快速升温热处理后,氧化钒薄膜的光透过率均存在可逆突变特性,变化幅度均超过60%.相变性能分析结果表明,快速升温热处理获得的二氧化钒薄膜相变持续的温度宽度较大,光学相变温度为63.74℃,高于常规升温热处理的60.31℃.     

二氧化钒薄膜制备及其热致变发射率特性研究

通过溶胶-凝胶和真空热处理工艺在石英基底上制备了二氧化钒薄膜,对制备出的薄膜进行了X射线衍射及X射线光电子能谱分析,结果表明所制备出的薄膜价态单一,纯度较高,薄膜为多晶态,晶粒尺寸约为27 nm.利用红外热像仪拍摄了薄膜在不同温度下的红外热图并计算了发射率,结果表明二氧化钒薄膜7.5～14 μm波段发射率在相变时发生突变,突变量可达0.6,具有优异的热致变发射率性能,在红外自适应伪装等领域应用前景广阔.     

Pd-Ag合金膜拉锥光纤H2敏传感器研究

采用熔融拉锥机,制作了具有均匀腰锥的H2敏传感器结构.拉锥长度设定为9 000 μm,拉锥速度0.1 mm/s,火焰高度为3 mm,拉锥后光纤的腰锥体处的均匀直径为30 μm.用电子束蒸发装置在拉锥光纤均匀锥段表面上生长H2敏Pd-Ag合金薄膜,镀膜室内真空度为2.9×10-3Pa,束流为0.35 A/s,沉积时间为10 min,膜厚为50 nm.设计了拉锥光纤H2敏传感器的实验装置,测试数据表明:Pd-Ag合金膜拉锥光纤H2敏传感器能够精确检测低于4%的H2浓度,适合于单点或多点分布式H2泄漏探测.     

薄膜厚度对钛酸钡类薄膜传感器敏感特性的影响

利用氩离子束溅射技术,分别在SiO2/Si衬底上淀积了0.5 mm、1 mm和2 mm的Ba1-xLaxNbyTi1–yO3薄膜,并探讨了薄膜厚度对MIS电容湿敏特性的影响以及薄膜厚度对薄膜电阻的光敏和热敏特性的影响。实验结果表明:0.5 mm膜厚的MIS电容传感器具有比2 mm膜厚的MIS电容传感器高9倍的湿敏灵敏度。用孔隙率和孔径分布物理模型分析得出,薄膜越薄,膜的孔隙率越高,器件的湿敏灵敏度越高。反之,薄膜越厚,光吸收越强,薄膜电阻的光敏灵敏度越高;但薄膜厚度对薄膜电阻热敏特性的影响甚微,敏感机理与薄膜的微观结构可解释这些现象。