基于陽(yáng)極氧化鋁薄膜共面電極結(jié)構(gòu)電容型濕度傳感器制備及其性能研究.pdf

1、濕度傳感器在食品、醫(yī)療、農(nóng)業(yè)、工業(yè)等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。與電阻型、質(zhì)量型、阻抗型等濕度傳感器相比，電容型濕度傳感器具有響應(yīng)塊、滯后性小穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)。作為一種多孔氧化物，陽(yáng)極氧化鋁具有孔道有序、尺寸可控、制備工藝簡(jiǎn)單、易于批量制備等特點(diǎn)。最近幾年，陽(yáng)極氧化鋁作為電容型濕度傳感器的敏感元件越來(lái)越得到人們關(guān)注。陽(yáng)極氧化敏感元件一般通過(guò)陽(yáng)極氧化鋁膜或是鋁膜得到，且該類濕度傳感器的電極結(jié)構(gòu)一般為上下結(jié)構(gòu)或是兩電極均在AAO上方。本文介紹了一種共

2、平面結(jié)構(gòu)的薄膜陽(yáng)極氧化鋁濕度傳感器，該傳感器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、新穎。
　　 第一章我們回顧了陽(yáng)極氧化鋁的發(fā)展歷史、影響其結(jié)構(gòu)的因素。按濕敏感應(yīng)材料的種類不同，我們對(duì)電容型濕度傳感器經(jīng)行了簡(jiǎn)單的分類。
　　 第二章我們利用高真空磁控鍍膜設(shè)備在玻璃基片上濺鍍了一層A(l)膜，并討論了影響成膜質(zhì)量的因素。在一般條件下降低濺射壓強(qiáng)以及濺射距離都有助于提高成膜質(zhì)量，濺射功率對(duì)成膜質(zhì)量的影響比較復(fù)雜，太低太高都不利于質(zhì)量?jī)?yōu)良薄膜的形成。在

3、最優(yōu)實(shí)驗(yàn)條件下，我們選取濺射距離為60mm，濺射功率為60W，濺射壓強(qiáng)為0.15Pa的實(shí)驗(yàn)參數(shù)濺鍍鋁膜。利用草酸陽(yáng)極氧化在最優(yōu)條件下制備的A(l)薄膜，并用磷酸擴(kuò)孔。未擴(kuò)孔的AAO孔徑為40nm，擴(kuò)孔15min、30min、40min后的擴(kuò)孔分別為60nm、70nm和80nm。
　　 第三章我們制備了結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且新穎的共平面結(jié)構(gòu)的薄膜陽(yáng)極氧化鋁濕度傳感器。一對(duì)位于薄膜AAO下方的鉭薄膜作為傳感器的共平面電極。薄膜AAO通過(guò)革酸陽(yáng)極

4、氧化在最優(yōu)條件下濺射的高純鋁薄膜制備得到。本章討論了薄膜AAO的孔徑、膜厚以及鉭薄膜電極之間的間距對(duì)傳感器性能的影響。增AAO的孔徑、膜厚以及減小鉭薄膜電極之間的距離都有助于增加傳感器的性能。在最優(yōu)條件下，傳感器的AAO層為2μm厚且鉭電極之間的間距為5mm時(shí)，傳感器的靈敏度為3.57pF/RH％。通過(guò)優(yōu)化電極結(jié)構(gòu)，制備了梳妝鉭薄膜電極結(jié)構(gòu)的濕度傳感器。在最優(yōu)條件下該傳感器是靈敏度為12.88(p)F/RH，與原型傳感器的靈敏度3.57