MnO-,2-摻雜ZnO氣敏傳感器陣列的制備與性能研究.pdf

1、金屬氧化物（MOX）氣敏傳感器在當(dāng)前氣敏傳感器研究和應(yīng)用中占有主導(dǎo)地位。由于目前器件制作工藝水平不高，器件往往無(wú)法充分發(fā)揮金屬氧化物納米材料的優(yōu)異性能。如何有效地將材料微結(jié)構(gòu)控制方法與器件制作工藝相結(jié)合，是充分展現(xiàn)金屬氧化物納米結(jié)構(gòu)優(yōu)越性能的關(guān)鍵與難點(diǎn)。
　　 本文基于實(shí)驗(yàn)室成熟的絲網(wǎng)印刷工藝和ZnO納米結(jié)構(gòu)調(diào)控的經(jīng)驗(yàn)，將材料微結(jié)構(gòu)調(diào)控方法與器件制作工藝有機(jī)結(jié)合，通過(guò)絲網(wǎng)印刷實(shí)現(xiàn)空間定位，采用溶液生長(zhǎng)處理工藝在ZnO厚膜表面誘導(dǎo)

2、生長(zhǎng)特殊的ZnO納米結(jié)構(gòu)，成功地制備出對(duì)甲醛、苯等室內(nèi)污染氣體敏感性能良好的MnO2 摻雜ZnO納米結(jié)構(gòu)平板共面型氣敏傳感器陣列。為降低傳感器功耗，簡(jiǎn)化器件制作工藝流程，設(shè)計(jì)了一種新型傳感器封裝結(jié)構(gòu)——平板共面式，對(duì)比分析管狀懸掛式、平板貼片式和平板共面式三種傳感器結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)，平板共面式最優(yōu)，功耗最小。深入研究了不同粘結(jié)材料對(duì)平板共面式器件的功耗和熱響應(yīng)特性的影響，研究表明，傳感器功耗高的關(guān)鍵問(wèn)題之一在于加熱器熱量的大量喪失，采用0.3%

3、礦渣微粉和水玻璃組合封裝器件能有效降低功耗，工作溫度為320℃時(shí)，其單一陣列功耗僅為0.37W。MnO2摻雜ZnO厚膜經(jīng)溶液生長(zhǎng)處理獲得了比表面積更大的納米墻、花瓣、納米線團(tuán)簇等ZnO 納米結(jié)構(gòu)，他們的存在能有效地提高傳感器對(duì)甲醛的敏感性能。實(shí)驗(yàn)研究表明，ZnO厚膜在0.01mol/L生長(zhǎng)液中95℃生長(zhǎng)處理5h對(duì)甲醛敏感性能最佳。經(jīng)該工藝處理的ZnO厚膜元件相比只經(jīng)蒸餾水處理ZnO厚膜元件，對(duì)甲醛及苯的敏感度均提高了近一倍。此外，研究膜