| 题名 | 金属氧化物微结构气体传感器阵列及其应用研究 |
| 作者 | 何秀丽 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2007-09-24 |
| 授予单位 | 中国科学院电子学研究所 |
| 授予地点 | 电子学研究所 |
| 导师 | 李建平 |
| 关键词 | 微结构气体传感器阵列 金属氧化物 纳米材料 酒精检测仪 |
| 其他题名 | Metal Oxide Micro Gas Sensor Array and Its Application |
| 中文摘要 | 近年来微结构气体传感器阵列和纳米金属氧化物材料一直是气体传感器领域的研究热点。论文结合实际应用需求，研究了微结构气体传感器阵列制备、纳米敏感材料形貌控制和阵列同敏感材料的工艺兼容性等问题，研制了四单元微结构乙醇传感器阵列并将其应用于手持式酒精检测仪。 综合考虑功耗和机械强度，设计、制备了膜片型及梁支型四单元硅基微结构气体传感器阵列，当工作温度为300℃时，阵列功耗分别为30mW/传感器和150mW/传感器。梁支型阵列加工成品率高，能够满足批量生产要求。通过对多种敏感材料选区生长方法的研究，采用硅片掩膜法实现了薄膜在阵列不同单元的沉积，解决了微结构气体传感器阵列同敏感材料制备的工艺兼容性问题。 研究了RGTO方法中工艺条件对SnO2薄膜形貌的影响：在衬底温度为250℃，溅射功率为7.8W，溅射气压为0.8Pa条件下制备的SnO2薄膜粒径约为50nm；采用Ti作为籽晶层有助于减小薄膜粒径，Ag籽晶层可以增大颗粒间距；采用多次的“溅射－原位氧化”工艺，得到了粒径为几十纳米的SnO2薄膜。研究了反应溅射过程中衬底温度对WO3薄膜形貌的影响，在溅射温度为300℃，退火温度为600℃条件下制备的WO3薄膜对NO2的检测下限为0.5ppm。 探索了新型纳米材料在气体传感器领域的应用。自组装方法制备的三维结构Co3O4及Fe2O3对乙醇响应灵敏度高，重复性和选择性好；静电纺丝方法制备的SnO2纳米纤维薄膜疏松多孔，比表面积大，在室温下对乙醇敏感，当工作温度为270℃时对100ppm乙醇的灵敏度约为4，响应恢复时间小于5s。 研究了不同掺杂对SnO2乙醇敏感特性的影响，制备了以SnO2和SnO2/TiO2为敏感材料的四单元微结构乙醇传感器阵列。以该阵列为核心器件的手持式酒精检测仪体积小、功耗低，可电池供电；采用泵吸式进样装置，使用方便；采用模式识别技术，可以排除外界环境的干扰，提高检测准确性。 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2011-07-19 |
| 页码 | 103 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://159.226.65.12/handle/80137/8129]  |
| 专题 | 电子学研究所_电子所博硕士学位论文_电子所博硕士学位论文_学位论文 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 何秀丽. 金属氧化物微结构气体传感器阵列及其应用研究[D]. 电子学研究所. 中国科学院电子学研究所. 2007. |
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