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(huì)信息技術(shù)的快速發(fā)展和人們生活水平的提高，對(duì)生活環(huán)境的要求也越來(lái)越高，同時(shí)對(duì)于檢測(cè)環(huán)境的傳感器也提出了更高的要求。 陶瓷半導(dǎo)體材料三氧化鎢(WO<,3>)具有穩(wěn)定性好，壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，使其在傳感器方面有著廣闊的應(yīng)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(diǎn)使Si-NPA作為傳感材料的襯底材料有著獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。 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(fù)合薄膜氣濕敏元件，然后測(cè)試該元件的氣濕敏性能。圍繞本研究課題開展了以下實(shí)驗(yàn)工作，取得以下成果： 1．采用鎢粉過(guò)氧化氫氧化法制備出穩(wěn)定性好的三氧化鎢溶膠。并通過(guò)旋涂技術(shù)制備出覆蓋均勻的、質(zhì)量較好的WO<,3>/Si-NPA復(fù)合材料。該復(fù)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(duì)WO<,3

3、>/Si-NPA濕敏元件的濕敏性能進(jìn)行測(cè)試。通過(guò)對(duì)不同測(cè)試頻率下電容．濕度，靈敏度．濕度響應(yīng)曲線比較分析，得出最佳測(cè)試頻率為100Hz。測(cè)試結(jié)果表明，WO<,3>/Si-NPA濕敏元件具有靈敏度高，輸出信號(hào)強(qiáng)，電容-濕度曲線線性度好，長(zhǎng)期穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)。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(gè)能夠?qū)崿F(xiàn)控制氣體流量、濃度和氣體測(cè)試環(huán)境濕度的氣敏實(shí)驗(yàn)測(cè)試系