眾所周知,室內(nèi)空氣質(zhì)量作為影響人類日常生活健康舒適度的重要因素,受到了當(dāng)今社會極大的關(guān)注。室內(nèi)空氣質(zhì)量會受氣體、懸浮粒子、微生物等物質(zhì)的影響,其中具有揮發(fā)性的有機物氣體例如甲醛、苯系物對人體所造成的危害極其嚴(yán)重,而由于多數(shù)氣體具有無色無味特質(zhì),人體很難準(zhǔn)確感知所處環(huán)境中的有害氣體,因此制備出可以有效的檢測出室內(nèi)污染氣體的含量、并具有高靈敏度、好的穩(wěn)定性及價格低廉易操作的氣體傳感器非常重要。目前常見的氣體檢測傳感器有電化學(xué)式、光學(xué)式、固態(tài)電解質(zhì)式、接觸燃燒式氣體傳感器等等眾多種類,其中,基于金屬半導(dǎo)體氧化物基制備的半導(dǎo)體氣體傳感器因具有性能優(yōu)良、價格低廉、易加工等突出優(yōu)點被廣為研究并應(yīng)用于各項與人類生活息息相關(guān)的領(lǐng)域。然而,目前商品化的氣體傳感器大多數(shù)都不可避免的存在一些制約其進一步應(yīng)用于實際日常生活中的缺陷,諸如無法在室溫或低溫條件下有效工作,難于檢測某一特定氣體（由于大多數(shù)材料對于氣體有廣譜檢測性）,響應(yīng)和恢復(fù)時間不理想等等。作為一種典型的P型半導(dǎo)體金屬,Ga基半導(dǎo)體材料正廣泛的應(yīng)用于各種有毒、有害、易燃易爆氣體的檢測。然而由于氣體傳感器本身存在許多問題諸如穩(wěn)定性差,再現(xiàn)性不好,使用... 

【文章來源】：吉林大學(xué)吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：95 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．?１常見的金屬氧化物半導(dǎo)體氣體傳感器??Ｆｉｇｕｒｅ?１．１?Ｔｈｅ?ｃａｔｅｇｏｒｉｅｓ?ｏｆ?ｍｅｔａｌ?ｏｘｉｄｅ?ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ?ｇａｓ?ｓｅｎｓｏｒｓ??

??ＭＯＳ－ＦＥＴ型??電容型??圖１．?１常見的金屬氧化物半導(dǎo)體氣體傳感器??Ｆｉｇｕｒｅ?１．１?Ｔｈｅ?ｃａｔｅｇｏｒｉｅｓ?ｏｆ?ｍｅｔａｌ?ｏｘｉｄｅ?ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ?ｇａｓ?ｓｅｎｓｏｒｓ??目前常用的分類方式為將傳感器分為電阻型和非電阻型。如圖所示，電阻型氣??體傳感器主要有以下三種器件類型，分別為燒結(jié)型、薄膜型、厚膜型。燒結(jié)型氣體??傳感器根據(jù)加熱元件的方式不同可分為直熱式和旁熱式兩種類型。加熱絲與敏感材??料直接接觸而成的器件為直熱式，器件由加熱絲的導(dǎo)電性來控制其工作溫度。直熱??式器件耗電量小，易于制備，但穩(wěn)定性很差，極易受到千擾，且容易接觸不良。與??此相對，旁熱式氣體元件中加熱絲不直接與敏感材料接觸。目前常用的旁熱式氣體??元件有管狀和平板狀兩種類型。管狀器件如下圖１．２所示，由涂覆有Ａｕ電極并有４??個Ｐｔ引線的中空陶瓷管、Ｎｉ－Ｃｒ加熱絲和敏感材料組成。測試時，敏感材料附著在??陶瓷管表面并覆蓋Ａｕ電極。置于陶瓷管內(nèi)部的Ｎｉ－Ｃｒ加熱絲作為加熱電極調(diào)節(jié)整??個器件的工作溫度

?ｊ??ｒ？，??圖１．２管狀傳感器的原理圖??Ｆｉｇｕｒｅ?１．２?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｔｕｂｕｌａｒ?ｓｅｎｓｏｒ??１．２．３金屬氧化物半導(dǎo)體傳感材料的氣敏反應(yīng)機理??金屬氧化物半導(dǎo)體傳感器應(yīng)用范圍非常廣泛，對于可燃性氣體、氧化性氣體和??還原性氣體均適用，但各類材料呈現(xiàn)出的氣體敏感性能千差萬別。顯然，探宄金屬??氧化物在檢測過程中與氣體反應(yīng)的本質(zhì)以及傳感器的感應(yīng)機理不僅有助于材料自身??的進一步優(yōu)化同時也有利于研究者從本源上探索更多的性能優(yōu)異的材料。然而由于??材料本身存在晶界難以進行定量描述，而且為了提升材料性能經(jīng)常使用摻雜、復(fù)合??等手段以及材料本身工作環(huán)境的復(fù)雜性（溫度、濕度、目標(biāo)氣體的多樣性）等問題，??直到今天關(guān)于傳感器的傳感機理仍眾說紛紜非常復(fù)雜。雖說氣體傳感器最基本的機??６??

【參考文獻】：
期刊論文
[1]Ga2O3-NiO復(fù)合氧化物的溶膠-凝膠法制備和氣敏性能[J]. 葛秀濤,方大儒,劉杏芹.  物理化學(xué)學(xué)報. 2005(01)



本文編號：3058792