基于硅納米孔柱陣列的三氧化鎢薄膜的氣濕敏性能研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代社會信息技術(shù)的快速發(fā)展和人們生活水平的提高，對生活環(huán)境的要求也越來越高，同時對于檢測環(huán)境的傳感器也提出了更高的要求。 陶瓷半導體材料三氧化鎢(WO<,3>)具有穩(wěn)定性好，壽命長等優(yōu)點，使其在傳感器方面有著廣闊的應用前景。硅納米孔柱陣列(Si-NPA)具有典型的微/納雙重陣列結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)體系使Si-NPA具有巨大的比表面積并為氣體的傳輸提供有效的通道，這些特點使Si-NPA作為傳感材料的襯底材料有著獨特的優(yōu)勢。 本

2、論文利用勻膠旋涂技術(shù)在Si-NPA襯底上沉積納米WO<,3>薄膜，并制備出WO<,3>/Si-NPA復合薄膜氣濕敏元件，然后測試該元件的氣濕敏性能。圍繞本研究課題開展了以下實驗工作，取得以下成果： 1．采用鎢粉過氧化氫氧化法制備出穩(wěn)定性好的三氧化鎢溶膠。并通過旋涂技術(shù)制備出覆蓋均勻的、質(zhì)量較好的WO<,3>/Si-NPA復合材料。該復合體系保持了Si-NPA典型的陣列結(jié)構(gòu)特征。 2．在一系列不同的濕度條件下，對WO<,3

3、>/Si-NPA濕敏元件的濕敏性能進行測試。通過對不同測試頻率下電容．濕度，靈敏度．濕度響應曲線比較分析，得出最佳測試頻率為100Hz。測試結(jié)果表明，WO<,3>/Si-NPA濕敏元件具有靈敏度高，輸出信號強，電容-濕度曲線線性度好，長期穩(wěn)定性好等優(yōu)點。WO<,3>/Si-NPA濕敏元件的優(yōu)越性能是由敏感材料WO<,3>和襯底Si-NPA共同作用的結(jié)果。 3．搭建了一個能夠?qū)崿F(xiàn)控制氣體流量、濃度和氣體測試環(huán)境濕度的氣敏實驗測試系