基于磁控溅射的金属氧化物气敏薄膜的研究进展

气体传感器的应用越来越广泛,对气敏材料的研究也越来越深入。磁控溅射法是生产气敏薄膜的一种主要方法,本文重点介绍了用磁控溅射法制备的几种金属氧化物薄膜(SnO2、WO3、ZnO、TiO2、In2O3和NiO等)的气敏性能及其研究进展,对其它薄膜做了简要概述,并提出了目前在气敏薄膜研究中存在的问题。     

金属氧化物气敏传感器的研究现状及其发展趋势

综述了国内外金属氧化物气敏传感器的生产和应用概况，分析了国内外目前的生产技术水平与现状，展望了金属氧化物气噩在的发展前景。     

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。     

金属氧化物半导体气敏传感器稳定性研究进展

金属氧化物半导体(MOS)气敏传感器的稳定性是气敏器件实用化进程中最具有挑战性的因素。影响器件稳定性的主要因素包括颗粒尺寸、颈部宽度、微裂纹、电极、湿度和温度的变化。颗粒的长大和颗粒间颈部尺寸的变化降低了耗尽层对总电阻变化的贡献;微裂纹的加剧使器件的电阻发生漂移,并且为水蒸气、氧气和待测气体扩散到敏感膜内部提供便捷的通道;电极的退化影响电极与气敏材料之间的接触电阻Rc;温度和湿度的改变使气体的吸附、脱附、反应活性和电子迁移率等都发生变化,因而器件的稳定性得不到保证。在机理分析的基础上,分别介绍了提高器件稳定性的方法。     

薄膜气敏材料的性能和研制薄膜气敏元件的工艺探索

给出了薄膜气敏材料性能的测试结果：存在最佳灵敏度膜厚l *（ l *≈1500?）;动态特性;膜越薄响应越快;存在最佳掺杂（ CeO2）量x%,x的取值范围为5~15。提出了复合绝缘膜Si/SiO2/Al2 O3衬底;提出了研制薄膜的粉末溅射;给出了研制电导气敏薄膜元件的工艺流程,并对各工艺进行了必要的说明。     

高性能金属氧化物基气敏材料研究及应用

金属氧化物基气敏材料是新型气体传感器的核心组成部分,近年来发展迅速。围绕金属氧化物基气敏材料的作用机理、特征参数、性能强化及工业应用进行了阐述和展望。重点分析了金属掺杂、结构薄膜化以及多元复合技术在强化金属氧化物基气敏材料性能方面的研究。在此基础上,对今后的研究方向和趋势作了展望。     

掺杂对金属半导体氧化物气敏性能影响的研究

综述了金属氧化物半导体气敏元件的掺杂技术，探讨了掺杂作用的机理，列举了对最典型半导体气敏元件的掺杂以及掺杂对气敏元件灵敏度和选择性的影响作用。     

粉末溅射金属氧化物薄膜气敏元件

指出了薄膜元件能否实用化的关键在气敏层的稳定性;提出了粉末溅射和高能溅射是气敏层稳定性的保证。指出了能实用化的薄膜元件是否能生产还要有较高的成品率,这就要求对晶体管光刻工艺进行改造和发展。给出了SnO2/16%CeO2,ZnO/1%CeO2,Fe2 O3/2%CeO2,TiO2/2%CeO2,ZnSnO3（ ZnO +SnO2）元件的气敏特性。     

非加热气敏元件气敏机理研究

研制成α－Ｆｅ２Ｏ３和ＣｅＯ２非加热气敏元件，指出气敏元件的比表面积越大（可达１４２ｍ＾２／ｇ），吸附的ＯＨ＾－（Ｏ＾２＾－）越多，气敏性能越好，研究了温度与阻值变化关系以及表面吸附氧的状态与温度关系，指出了表面吸附氧主要以Ｏ＾－和Ｏ＾２形成存在，气敏元 件对氢等不原气体感，对ＣＯ不敏感。     

半导体陶瓷型薄膜气敏传感器的研究进展

半导体陶瓷型薄膜气敏传感器,具有灵敏度高、与气体反应快、制备成本较低等优点,已经成为近年传感器研究和开发的重点．是未来气敏传感器的发展方向之一。本文介绍了陶瓷型半导体薄膜气敏传感器常见的器件结构、薄膜材料的主要制备方法．部分主要的半导体金属氧化物薄膜气敏材料．以及近期相关的研究进展,并扼要分析了今后的发展方向。     

SnO2光敏,气敏元件的性能研究

报道了用常压蒸发法制备的ＳｎＯ２薄膜的光敏性能和用烧结法制备的圆珠状气敏元件的气敏性能。初步探讨了其结构与机理。指出进行集光敏、气敏全一体的传感器的研究。     

气敏材料的研究进展

从气敏材料种类，制备方法，改善气敏材料缺陷的手段等方面介绍了气敏材料的研究进展，论述了气敏材料研究中的新动向，展望了它的未来发展。     

低功耗甲烷气敏元件的制备及气敏性能研究

甲烷气体通常需要在较高的工作温度下工作,要达到这个工作温度区间,元件体电阻越大,功耗也就越大;要降低功耗,就要降低元件体电阻.本文所述元件是在SnO2敏感膜材料中掺入Pd,Sb2O3,Al2O3等添加剂,制成微珠式元件,从而大大降低了元件的体电阻,设计出一种低功耗CH4气敏元件.此种元件在低于150 mW的加热功率下,在5000×10-6的CH4气氛中灵敏度可达到3以上,响应时间小于10 s,且具有良好的选择性和稳定性.     

超高灵敏度的气敏元件

一、前言以往,气敏元件已用于液化石油气和城市煤气的泄漏报警仪。这是大家熟悉的。用于这些探测装置的敏感元件,其探测气体的下限浓度为 1～10ppm。近年来,正在寻求一种过去不能探测的或从未作为探测对象的、对各种气体的灵敏度都高的敏感元件。现举例如下。 1.在一般的家庭和楼房内,为了排除烟和H_2S等坏气味,以创造心情愉快而舒适的环境,需要对这些环气味成份进行     

采用粉末溅射的SnO2/CeO2薄膜气敏材料及元件

为改善气敏元件的性能 ,提高稳定性 ,采用粉末反溅研制了 SnO2/CeO2乙醇敏感材料 ,结果 表明灵敏度在 CeO2掺杂范围 4%- 32%、膜厚 100- 180nm时较佳 ,特征时间τ与膜厚 l遵循 τ∝ l2规律 ,研制出乙醇灵敏度 20- 80、特征时间 < 15s的微型平面旁热式 SnO2气敏元件 ;元件 灵敏度测试存在一个 4.5- 10.5V相对稳定的测试电压区间 ,且在湿度影响下显著降低.     

痕量氢的气敏色谱分析

以气敏半导体元件为鉴定器的气敏色谱法，利用鉴定器对氢和氦、氖的不同选择性，解决了热导色谱法在一般条件下无法解决的灯泡用氩、高纯氮、纯氮中痕里氢的分析；也能分析高纯氩、氩气、氪气、氙气、氧气、空气等气体中的痕量氢，最低检出浓度为0.1ppm，就检出极限而言，比热导色谱法降低了一个数量级。样品气中氢含量为5ppm时，分析误差为10%，考察了载气的净化方法与结果。对方法的选择性、重复性、线性范围进行了试验，都得到了满意的结果。几年来的实践证明，该分析法具有选择性好、灵敏高度、操作方便、分析速度快和分析结果可靠等特点，特别适用于高纯气中痕量氢的分析。     

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。     

不连续Pt薄膜对ITO薄膜气敏特性的影响

在320℃时,如氧化铟锡(ITO)薄膜暴露在乙醇气氛中则其电阻急剧下降。利用直流平面磁控反应溅射的方法在约1Pa的氧与氩的混合气体中溅射铟锡合金制备了ITO薄膜。如果在ITO薄膜表面沉积一层不连续的Rt膜,薄膜对乙醇蒸汽的检测灵敏度大大提高,而且工作温度下降。本文就制备工艺对薄膜检测灵敏度的影响做了一些探讨,并且对Rt膜的作用进行了讨论。     

金属氧化物半导体薄膜气敏机理研究进展

气体传感器的核心介质为气敏薄膜,而薄膜本身的特性有关键的影响,主要体现在薄膜微观结构如晶粒尺寸、膜厚、空隙率和有效表面积等方面。溶胶-凝胶法由于有方法简单及成膜温度低等优点,得到了广泛研究与应用。本文综述了溶胶-凝胶法制备的金属氧化物薄膜微纳结构与气敏机理进来的研究进展,结果表明最佳的晶粒尺寸约为10nm,最佳膜厚约为110 nm。在晶粒尺寸控制方面,通过控制煅烧温度与时间及在溶胶-凝胶过程中加入不同的添加剂,可有效优化晶粒尺寸提高灵敏度。最后,从能带结构角度总结了气敏传感器的电学特性及荷电传输机理,讨论了热电子发射理论和电子隧穿理论起主导作用时的薄膜微纳结构。     

气敏材料的研究进展及展望

综合介绍了各种不同的气敏材料,从最初的金属氧化物到最新的有机/无机复合材料,重点叙述了有机/无机复合气敏材料的各种类型,最后展望了气敏材料的发展前景。