微熱板陣列式氣體檢測元件的設(shè)計、仿真與制備.pdf

1、隨著全球經(jīng)濟的快速發(fā)展，環(huán)境惡化尤其是各種有毒、有害和溫室氣體排放導(dǎo)致的空氣污染、霧霾等問題日益突出，嚴(yán)重影響了人們的健康和生活質(zhì)量。進(jìn)入二十一世紀(jì)，隨著人們對生活品質(zhì)提升的關(guān)切和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，為氣體傳感器帶來了巨大的市場需求。
　　本文正是在這種背景之下，在國家自然基金面上項目“基于SWNTs/MOF微結(jié)構(gòu)氣味檢測芯片的敏感機理基礎(chǔ)研究”（項目批準(zhǔn)號：51275491）和國防重點實驗室某基金的共同資助下，對陣列式電阻變化

2、的微結(jié)構(gòu)氣體檢測芯片的檢測原理、結(jié)構(gòu)設(shè)計、制備工藝進(jìn)行研究，并實現(xiàn)了對敏感物質(zhì)氧化鋅薄膜進(jìn)行了一系列的特性研究。具體的研究內(nèi)容有以下幾個方面：
　　1、在調(diào)研國內(nèi)外微結(jié)構(gòu)氣體傳感器的發(fā)展態(tài)勢的基礎(chǔ)上，并與工藝可行性相結(jié)合，設(shè)計了一種陣列式微結(jié)構(gòu)氣體檢測元件。該元件所采集的信號為五組信號，相較于傳統(tǒng)的微結(jié)構(gòu)氣體傳感器采集一組信號，能夠有效的增加數(shù)據(jù)采集量，避免發(fā)生因單個信號不穩(wěn)定而產(chǎn)生信號漂移情況。
　　2、設(shè)計出一種環(huán)形加熱

3、電極結(jié)構(gòu)，并用有限元ANSYS對其進(jìn)行熱分析，發(fā)現(xiàn)其加熱性能優(yōu)于目前常用的蛇形加熱電極。研究襯底、加熱電極以及隔熱層的厚度對整體元件性能的影響，最終確定各個部分的具體參數(shù)。
　　3、設(shè)計出整套的加工工藝流程。在中科院蘇州納米所加工平臺的協(xié)助下，完成了所設(shè)計的微結(jié)構(gòu)氣體檢測元件的主要工藝研究，突破了射頻濺射ZnO薄膜等關(guān)鍵工藝，最終制備出特性優(yōu)良的ZnO薄膜，并對其進(jìn)行退火處理。
　　4、利用膜厚儀，AFM，XRD以及四探針測