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低功耗CO气敏元件和高选择性C_2H_2气敏元件的研究

作　者: 范会涛
导　师: 张彤
学　校: 吉林大学
专　业: 微电子学与固体电子学
关键词: 气体传感器低功耗微结构 CO 高选择性 C2H2
分类号: TP212
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 133次
引　用: 1次
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内容摘要

本文的工作主要包括两方面内容:低功耗微结构 CO 气体传感器的结构设计及气敏特性的研究;高选择性C₂H₂气体传感器的研究。在微结构CO气体传感器的研制中,设计一种共平面型Si基微结构,利用有限元分析软件Ansys对该结构的热场进行模拟,优化微结构的版图设计,采用MEMS技术与传感器厚膜制作工艺相结合的方法,研制出一种微结构气体传感器。该传感器对于CO气体有着良好的敏感特性。这种基于MEMS技术研制的微结构传感器的加热功耗明显低于同种敏感材料烧结型传感器的功耗。在C₂H₂气体传感器的研制中,用化学沉淀法制备了SnO₂纳米颗粒,通过XRD和SEM表征,所制备的SnO2为颗粒度均匀,颗粒较小。采用烧结型旁热式结构,以SnO2为基体材料,掺杂稀土氧化物Sm₂O₃制成气体传感器。实验测得该元件对C₂H₂气体具有良好的敏感特性。在CH₄、H₂、CO、NO₂和NO气氛中对C₂H₂表现出较高的选择性。

全文目录

提要  4-7
第一章绪论  7-30
  1.1 气体传感器的概述  7-9
  1.2 气体传感器的历史及分类  9-13
  1.3 微结构气体传感器及低维纳米材料发展状况与趋势  13-27
    1.3.1 微结构气体传感器发展状况与趋势  13-20
    1.3.2 低维纳米材料的发展状况与趋势  20-27
  1.4 本论文的研究意义及主要工作  27-30
    1.4.1 研制微结构气敏元件的意义  27-28
    1.4.2 研制乙炔气敏元件的意义  28-30
第二章 SnO_2敏感材料的制备及表征  30-35
  2.1 SnO_2敏敏感材料简介  30-31
  2.2 SnO_2材材料的制备  31-32
    2.2.1 制备过程  32
    2.2.2 反应原理  32
  2.3 SnO_2材材料的表征  32-34
  2.4 本章小结  34-35
第三章低功耗微结构CO 气敏元件的研制  35-58
  3.1 微结构气敏元件的结构设计及制作工艺流程  35-48
    3.1.1 微结构气敏元件的结构设计与优化  35-46
    3.1.2 微结构的制作工艺流程  46-48
  3.2 基于SnO_2材料的微结构CO气敏元件的制作过程  48-50
  3.3 微结构CO气敏元件的测试及结果  50-57
    3.3.1 气敏元件的特性参数及测试电路  50-52
    3.3.2 测试结果与功耗的讨论  52-57
  3.4 本章小结  57-58
第四章高选择性烧结型C_2H_2气敏元件的研制  58-72
  4.1 基于SnO_2材料的烧结型C_2H_2气敏元件的制作过程  58-60
  4.2 烧结型C_2H_2气敏元件的测试及结果  60-68
  4.3 C_2H_2气敏元件敏感机理的讨论  68-71
  4.4 本章小结  71-72
第五章结论  72-74
参考文献  74-78
摘要  78-80
ABSTRACT  80-82
硕士期间发表的论文  82-83
致谢  83

低功耗CO气敏元件和高选择性C_2H_2气敏元件的研究

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