Al2O3基高性能半导体陶瓷乙醇气体传感器

报道了本项目组发明的Ａｌ２Ｏ３基新型高性能半导体陶瓷气体传感器材料及用以制备乙醇气体传感器的研究结果。该类新型气体传感器具有工作温度低、气体选择性好、响应时间和恢复时间快及抗湿性能好等明显优点，可望进行工业规模的生产。     

基于聚苯胺／In2O3的声表面波CO气体传感器研究

为克服现有CO气体传感器精度低,工作温度高,成本高的缺点,在ST切型石英晶片上成功实现了一种新型的室温下延迟线型声表面波CO气体传感器.传感器采用双通道延迟线结构,在一条延迟线路上采用光刻技术构造出一个方形敏感区,将掺杂有In2O3的聚苯胺CO气体敏感材料覆盖在方形敏感区形成敏感膜(0.5～1.2μm).在-40～+85℃间的CO气体中,对此气体传感器进行测试实验,实验结果显示该声表面波CO传感器具有好的敏感性、快的敏感速度和恢复速度、高的精度.     

基于CuO/CNT气敏膜的无线丙酮气体传感器

将碳纳米管(CNT)粉末以及氧化铜(CuO)粉末掺杂作为传感器的气敏材料,并通过旋涂的方式涂覆于敏感线圈。设计并简化了传感器的结构,通过丝网印刷工艺在基底上制备线圈。利用线圈的寄生电容与线圈电感形成LCR回路,分析了传感器LC无线耦合的原理以及混合气敏膜吸附丙酮气体的原理,将性质稳定的Al2O3陶瓷作为传感器的基底。在常温下对丙酮气体的体积分数进行检测,谐振频率的改变反映丙酮气体体积分数的变化。结果表明,所制得的传感器具有良好的响应和线性度及优良的稳定性,传感器的最低检测极限为5×10-5。     

In2O3基NO2气体传感器的研究

利用化学沉淀法制备了In2O3粉体，采用X射线衍射（XRD）的方法得到了粉体的晶体结构，颗粒尺寸为纳米量级。以In2O3为基体材料，制作了烧结型旁热式气敏元件，通过固相掺杂的办法改善元件的气敏特性。在低于100℃的工作温度下，通过对SO2，CO，CH4，Cl2，NO2五种气体的检测，发现分别以质量分数为2%PdCl2和5%CeO2为掺杂剂的元件对NO2气体均表现出较好的敏感性，对SO2，CO，CH4，Cl2四种干扰气体的灵敏度较低，表明元件具有良好的选择性。     

In2O3基NO2气体传感器的研究

利用化学沉淀法制备了In2O3粉体,采用X射线衍射(XRD)的方法得到了粉体的晶体结构,颗粒尺寸为纳米量级.以In2O3为基体材料,制作了烧结型旁热式气敏元件,通过固相掺杂的办法改善元件的气敏特性.在低于100℃的工作温度下,通过对SO2,CO,CH4,Cl2,NO2五种气体的检测,发现分别以质量分数为2%PdCl2和5?O2为掺杂剂的元件对NO2气体均表现出较好的敏感性,对SO2,CO,CH4,Cl2四种干扰气体的灵敏度较低,表明元件具有良好的选择性.     

花状ZnO纳米棒的合成及丙酮敏感特性的研究

利用水热法合成花状的ZnO纳米棒,并对其进行X射线衍射(X-ray diffraction,xRD)与扣描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)表征.以该ZnO为敏感材料制成了旁热式结构气体传感器,测试了样品在不同温度下对丙酮气体的灵敏度.结果表明样品在290℃下对于丙酮气体具有高的灵敏度、快的响应恢复速度等特点.测试了传感器对于常见干扰气体的灵敏度,表明器件具有良好的选择性.     

花状ZnO纳米棒的合成及丙酮敏感特性的研究

利用水热法合成花状的ZnO纳米棒,并对其进行X射线衍射（X-ray diffraction, XRD)与扫描电子显微镜（scanning electron microscope, SEM) 表征.以该ZnO为敏感材料制成了旁热式结构气体传感器,测试了样品在不同温度下对丙酮气体的灵敏度.结果表明样品在290℃下对于丙酮气体具有高的灵敏度、快的响应恢复速度等特点.测试了传感器对于常见干扰气体的灵敏度,表明器件具有良好的选择性.     

基于石墨烯的NO2和NH3气体传感器研究进展

室温下石墨烯具有较大的分子吸附比表面积、低噪声、高载流子迁移率等优异电学性能,是一种性能极佳的传感材料。与传统无机氧化物气体传感器相比,石墨烯气体传感器具有工作温度低、能耗小、恢复性高的优点。文章对两种石墨烯气体传感器的研究进展进行了综述。首先根据气体选择性不同,研究了NO₂和NH₃两种石墨烯气体传感器。然后对它们的灵敏度、气体响应灵敏度、响应时间等特性进行了分析对比。该项分析研究工作对气体传感器的实际应用与推广具有一定参考价值。     

γ-Fe_2O_3气体传感器稳定性的研究

在370～650℃温度下,γ-Fe_2O_3会不可逆地相变为α-Fe_2O_3。本文讨论了影响γ-Fe_2O_3稳定性的主要因素,提出了相应的解决方法。     

氧化铁气体传感器研究II.α- Fe_2O_3气敏特性

本文通过对α-Fe_2O_3,基半导体陶瓷材料的气敏效应、催化效应、磁性和X光电子能谱的测定,探讨了该材料的气敏特性和气敏机制.此类材料,可通过掺杂和控制其晶粒大小,以及控制陶瓷的孔隙度来提高灵敏度;纯态α-Fe_2O_3的气敏机制属体控制型为主.     

MgO-SiO_2-BaO-CaO-ZrO_2/Al_2O_3基LTCC材料性能研究

采用MgO-SiO_2-BaO-CaO-ZrO_2玻璃与Al_2O_3复合烧结,制备了MgO-SiO2-BaO-CaO-ZrO2/Al_2O_3基LTCC复合材料。借助DTA、XRD、SEM和电性能测试手段,系统研究了玻璃/Al_2O_3比例和烧结温度对复合材料结构与性能的影响。结果表明,MgO-SiO_2-BaO-CaO-ZrO_2玻璃是一种微晶玻璃,析出CaMg(SiO_3)_2相,但复合材料在析晶过程中与Al_2O_3发生反应,主要物相是Al_2O_3、BaAl_2SiO_8以及玻璃相。提高玻璃粉含量和烧结温度均能够提升致密性,当玻璃含量为质量分数50%～55%时,该复合材料在880～900℃即可烧结致密,具有ε_r=8. 1～8. 4、tanδ=0. 0010～0. 0013@13 GHz,σ> 300 M Pa等优异的综合性能,满足LTCC滤波器集成化、小型化和高可靠性的制作要求。     

掺杂MgO和La2O3对Al2O3陶瓷性能的影响

以高纯硫酸铝氨分解的无定形Al2O3为原料,MgO、La2O3为烧结助剂,在N2气氛下热压烧结制备Al2O3陶瓷。研究了MgO和La2O3掺杂量对所制Al2O3陶瓷的相组成、显微结构、烧结性能、力学性能、热导率和介电性能的影响。结果表明：随着MgO或La2O3掺杂量的增加,Al2O3晶粒尺寸均逐渐减小而抗弯强度逐渐升高...     

K_2O-B_2O_3-SiO_2/Al_2O_3低温共烧陶瓷介质材料研究

采用1 500℃高温熔融水淬制得K2O-(n-x)B2O3-xSiO2玻璃粉,掺入Al2O3陶瓷填充料来制备K2O-(n-x)B2O3-xSiO2/Al2O3低温共烧陶瓷介质材料。系统研究了玻璃基中SiO2/B2O3比例变化和玻璃掺入量对玻璃/陶瓷材料结构和性能的影响规律。研究结果表明,B2O3含量增加抑制了玻璃Y中SiO2析晶,使复合材料的介电常数、介电损耗在一定程度上有所减小,复合材料的抗弯强度也有一定程度的减小。     

Study of a high-temperature and high-pressure FBG sensor with Al_2O_3 thin-wall tube substrate

A fiber Bragg grating(FBG) high-temperature and high pressure sensor has been designed and fabricated by using the Al2O3 thin-wall tube as a substrate.The test results show that the sensor can withstand a pressure range of 0-45 MPa and a temperature range of -10-300 ℃,and has a pressure sensitivity of 0.0426 nm/MPa and a temperature sensitivity of 0.0112 nm / ℃     

Al_2O_3/AlGaN/GaN MOSH结构的制备和性能研究

采用激光脉冲沉积法(PLD)在AlGaN/GaN半导体异质结构衬底上沉积Al2O3栅介质层,并对该异质结构的电学性能进行研究。结果表明,Al2O3栅介质层改善了异质结构的界面质量,增强了器件结构的抗击穿电场强度。研究了沉积氧分压对异质结构性能的影响,电流-电压(I-V)测试结果表明,适当氧分压(0.1 Pa)有利于降低栅漏电流。Hall测量和电容-电压(C-V)模拟结果表明,不同的氧分压会改变Al2O3/AlGaN界面处的正电荷密度,从而改变半导体内的二维电子气(2DEG)密度。     

环氧树脂/氧化铝复合材料的制备及导热模型

采用浇注成型法制备了环氧树脂/氧化铝复合材料,研究了氧化铝含量对所制复合材料导热、介电以及力学性能的影响.结果显示:当氧化铝含量小于体积分数0.3时,所制复合材料导热系数与Maxwell方程的计算值比较吻合,而混联模型更适合于预测氧化铝含量较高时的导热系数;该复合材料的介电常数随着氧化铝含量的增加而增加,弯曲强度随氧化...     

硼硅酸盐玻璃/氧化铝低温共烧陶瓷材料的烧结

采用硼硅酸盐玻璃与氧化铝复合烧结低温共烧陶瓷基板材料,研究了该复合材料的烧结行为。结果表明,该复合材料可以实现低温烧结(825~975℃),相对密度达到94.7%以上。在烧结过程中,w(玻璃)为60%的复合材料的收缩率最大(17.1%),w(玻璃)为50%的复合材料的烧结速率最大(14.5μm/℃),最大烧结速率与复合材料玻璃含量的变化不是严格的单调关系。     

PSTM 用于Al_2O_3光波导薄膜的研究

利用光子扫描隧道显微镜（PSTM）检测研究Al2O3光波导薄膜及其制备工艺,分析了不同温度条件下采用离子束增强沉积工艺制备的Al2O3光波导薄膜PSTM图像,结果表明,适当的增加基片的温度可以减少散射损耗 ,改善Al2O3光波导薄膜的性能。     

NH3等离子体钝化对Al2O3/SiGe界面的影响

研究了不同条件的非原位NH_3等离子体钝化对Al_2O_3/SiGe/Si结构界面组分的影响。在p型Si(100)衬底上外延一层30 nm厚的应变Si_0.7Ge_0.3,采用双层Al_2O_3结构,第一层1 nm厚的Al_2O_3薄膜为保护层,之后使用非原位NH_3等离子体分别在300和400℃下对Al_2O_3/SiGe界面进行不同时间和功率的钝化处理,形成硅氮化物(SiN_xO_y)和锗氮化物(GeN_xO_y)的界面层。通过X射线光电子能谱(XPS)分析表面的物质成分,结果表明NH_3等离子体钝化在界面处存在选择性氮化,更倾向于与Si结合从而抑制Ge形成高价态,这种选择性会随着时间的增加、功率的增高和温度的升高变得更加明显。     

PSTM 用于Al_2O_3光波导薄膜的研究

利用光子扫描隧道显微镜 (PSTM)检测研究 Al2 O3光波导薄膜及其制备工艺。分析了不同温度条件下采用离子束增强沉积工艺制备的 Al2 O3光波导薄膜 PSTM图像。结果表明 :适当的增加基片的温度可以减小散射损耗 ,改善 Al2 O3光波导薄膜的性能