半导体金属氧化物气敏材料的研究进展
金属氧化物半导体传感器的研究与应用
金属氧化物半导体传感器的研究与应用金属氧化物半导体传感器（Metal Oxide Semiconductor Sensor，简称MOS Sensor）是一种广泛应用于气体检测的传感器。
它基于气敏材料的电学性质，可以通过监测材料电阻的变化来识别环境中的气体种类及其浓度。
这种传感器具有快速、灵敏、价格低廉等优点，在工业、环保、医药、食品等领域的气体探测中得到了广泛应用。
1. 金属氧化物半导体传感器的基本原理金属氧化物半导体传感器是一种电阻传感器，它的敏感元件是一种金属氧化物半导体。
当有气体分子与敏感元件表面接触时，会改变敏感元件表面的化学状态，从而影响其电学性质。
传感器通过监测敏感元件电阻变化的大小，来判断环境中是否存在某种气体以及气体浓度的大小。
2. 金属氧化物半导体传感器的研究进展金属氧化物半导体传感器的研究始于20世纪70年代，当时主要使用的敏感材料是SnO2（二氧化锡）。
随着研究的不断深入，人们发现不同的金属氧化物对不同种类的气体具有不同的敏感度和选择性。
因此，研究人员不断探索新的敏感材料，如ZnO（氧化锌）、TiO2（二氧化钛）、WO3（三氧化钨）等，以扩大传感器的应用范围。
同时，传感器的电极结构、工作温度、气体流动方式等方面也得到了改进。
传感器的电极结构分为平行电极、交错电极、栅电极等，其中，栅电极结构的传感器能够提高材料的响应速度和灵敏度。
工作温度对传感器的性能也有较大影响，通常是在300-500℃的温度下工作。
而气体流动方式的改变可以分别影响检测器的灵敏度、响应速度等参数。
3. 金属氧化物半导体传感器的应用金属氧化物半导体传感器的应用非常广泛，主要涉及到工业、环保、医药、食品等领域。
在工业领域，传感器被应用于燃气检测、有毒气体检测、自动控制等方面，可以保障生产环境的安全。
在环保领域，传感器被应用于废气处理、大气污染监测等方面，可以帮助政府和企业监控环境质量，保障居民健康。
在医药领域，传感器被应用于呼吸道疾病的诊断、血氧浓度的监测等方面，可以提高医疗水平，改善人民健康。
WO3半导体气体传感器的研究进展
W03半导体气体传感器的研究进展姓名：王杰学号：MZ14714WO3半导体气体传感器的研究进展一、引言目前环境空气质量的好坏已经成为人们日常生活中非常关注的话题。
为了保护和改善人们生活环境、提高空气质量，我们迫切地需要研发一种高灵敏度、低成本、易维护的气体传感器，从而能够有效地对有害、有毒、易燃、易爆的气体进行检测和检验。
因此，气体传感器成为目前研究的热点。
气敏材料是整个气体传感器的关键部分。
n型金属氧化物半导体WO3作为一种优良的气敏材料，具有气质变色、压敏效应等优点。
它可被应用为光学气敏材料、压敏型气敏材料、SAW气敏材料和电阻型气敏材料。
其中WO3作为电阻型气敏材料研究最为广泛、最为成熟，它可检测H2S、NO x、O3、H2、CH4、CO和NH3等气体。
它的工作机理是基于待测气体的吸附和紧随的表面反应过程所引起的电阻变化。
近年来，经过通过研究者的不断努力，人们在WO3半导体气敏材料的灵敏度、降低工作温度、选择性、响应/恢复时间、稳定性等性能指标上做出了众多的成就。
为了促进WO3半导体气体传感器早日实现商业化生产，我们还必须对WO各方面的气敏指标做进一步完善。
本文就WO3半导体气体传感器的应用场合、WO3体系和加工工艺进行论述。
、W03半导体气体传感器的应用场合W03是一种宽带隙的n型半导体，作为一种优良的半导体气敏材料，已被认为是检测H2S、NO x、O3和NH3等最有前景的新型氧化物气敏材料之一。
2.1 W03基NO?气体传感器N02气体为有毒有害气体，对人体呼吸系统损害大，同时是形成酸雨的主要物质。
因而N02气体的监控和检测，对环境保护和健康保障十分重要，研究开发N02气敏传感器具有学术研究价值和实用应用意义。
W03作为一种近年来发展起来的半导体功能材料，在气敏传感器等领域得到越来越广泛的应用，其对N02气体表现出良好的气敏性。
Akiyama等曾报道W03陶瓷在300C工作时是检测N0x的高敏感材料。
金属氧化物半导体气体传感器选择性改进研究进展
金属氧化物半导体气体传感器选择性改进研究进展目录一、内容描述 (2)二、金属氧化物半导体气体传感器概述 (2)1. 传感器基本原理 (4)2. 金属氧化物半导体材料特性 (5)3. 气体传感器应用领域 (6)三、金属氧化物半导体气体传感器选择性改进研究现状 (7)1. 传感器材料改进 (8)（1）材料成分优化 (9)（2）纳米材料应用 (11)（3）复合氧化物材料研究 (12)2. 传感器结构改进 (13)（1）微型化设计 (14)（2）阵列式结构设计 (16)（3）集成化设计 (17)3. 气体检测技术与算法优化 (18)（1）气体识别技术提升 (19)（2）信号处理与算法优化 (20)（3）智能化识别系统研究 (22)四、金属氧化物半导体气体传感器选择性改进实验与分析 (23)1. 实验材料与设备 (24)2. 实验方案设计与实施 (26)3. 实验结果分析 (27)五、金属氧化物半导体气体传感器选择性改进的挑战与展望 (28)1. 面临的主要挑战 (29)2. 发展趋势及前景展望 (30)六、结论 (31)一、内容描述本文档主要介绍了金属氧化物半导体气体传感器选择性改进研究进展。
文章首先概述了金属氧化物半导体气体传感器的基本概念和原理，接着重点介绍了传感器选择性的重要性及其在实际应用中的挑战。
文章接着详细阐述了为提高传感器选择性所进行的研究和改进措施，包括材料设计、结构设计、工艺优化等方面。
对目前金属氧化物半导体气体传感器在选择性方面的最新进展进行了介绍，并分析了未来可能的研究方向和技术创新点。
文章总结了金属氧化物半导体气体传感器选择性改进研究的成果与不足，指出了实际应用中需要解决的问题和未来的发展趋势。
文档内容全面，旨在为相关领域的研究人员提供有价值的参考信息。
二、金属氧化物半导体气体传感器概述金属氧化物半导体气体传感器是一种基于金属氧化物半导体材料的气体检测装置，其工作原理是利用金属氧化物半导体材料对气体分子的吸附和电导变化来间接测量气体的浓度。
金属氧化物气敏传感器的研究现状及其发展趋势
金属氧化物气敏传感器的研究现状及其发展趋势下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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金属氧化物半导体气体传感器改性研究进展
金属氧化物半导体气体传感器改性研究进展1. 本文概述金属氧化物半导体（MOS）气体传感器因其高灵敏度、低成本和易于制造等优点，在环境监测、工业控制和智能家居等领域得到了广泛应用。
传统的MOS气体传感器在实际应用中面临着选择性差、稳定性不足和响应时间长等问题。
为了解决这些问题，研究者们对MOS气体传感器进行了大量的改性研究，以期提高其性能和适用性。
本文旨在综述近年来在MOS气体传感器改性方面的研究进展，包括表面修饰、掺杂、纳米结构设计和功能化等方面的最新成果。
通过对这些改性策略的分析和讨论，本文将为未来MOS气体传感器的研究提供新的思路和方向。
2. 金属氧化物半导体气体传感器的基本原理金属氧化物半导体气体传感器是一类基于金属氧化物半导体材料对特定气体敏感性的气体检测设备。
这类传感器的工作原理主要基于金属氧化物表面的气体吸附和氧化还原反应。
当目标气体分子接触到金属氧化物表面时，会发生吸附作用，导致表面电荷分布的改变。
这种电荷变化会进一步影响半导体的电导率，从而实现对气体浓度的检测。
金属氧化物半导体材料，如SnOZnO、Fe2O3等，通常具有高的表面活性和良好的电子迁移率。
在纯净状态下，这些材料的电导率较低。
当这些材料暴露于目标气体中时，气体分子会与材料表面的氧空位或缺陷态发生反应，导致表面电荷状态的变化。
例如，当金属氧化物表面吸附还原性气体（如HCO等）时，表面氧原子被还原，从而释放出电子，增加了电导率。
相反，当吸附氧化性气体（如ONO2等）时，表面氧原子被氧化，导致电子消耗，电导率降低。
金属氧化物半导体气体传感器的响应特性还受到温度、湿度、气体流速等因素的影响。
在实际应用中，为了提高传感器的选择性和灵敏度，通常需要对金属氧化物半导体材料进行改性处理，如掺杂、表面修饰、纳米结构设计等。
这些改性方法可以优化材料的表面特性，提高其对特定气体的响应性和稳定性。
金属氧化物半导体气体传感器的基本原理是基于气体分子与金属氧化物表面的相互作用，通过监测电导率的变化来实现对气体浓度的检测。
金属氧化物半导体气体传感器改性研究进展
金属氧化物半导体气体传感器改性研究进展金属氧化物半导体气体传感器改性研究进展气体传感器是一类具有广泛应用于环境监测、工业生产、医疗诊断等领域的传感器。
金属氧化物半导体气体传感器是其中一类常见的气体传感器，其以金属氧化物（如二氧化锡、二氧化钨等）为敏感材料，通过其表面的吸附-解吸反应与气体分子相互作用，实现对特定气体的检测和识别。
然而，传统金属氧化物半导体气体传感器在性能上存在着一些局限，例如对温度和湿度的敏感性，气体选择性的不稳定性以及低响应速度等。
为了克服这些局限，研究者们不断追求将金属氧化物半导体气体传感器进行改性，使其具备更优异的性能。
改性的方法包括表面改性、纳米粒子改性、合金改性等。
表面改性是指通过在金属氧化物表面引入其他材料或改变其表面性质，从而调控气体传感器的性能。
例如，使用金属、无机纳米颗粒或有机高分子改变表面电荷状态、增加氧空位或增强气体吸附能力，以提高传感器的灵敏度和选择性。
研究者们发现，通过在二氧化锡表面引入贵金属纳米颗粒，可以显著提升二氧化锡传感器对一氧化碳等气体的敏感性。
另外，利用纳米结构对传感器进行改性也是一种常见方法。
例如，在二氧化锡传感器中引入纳米孔道结构或纳米线阵列结构，能够增加传感器的反应活性表面积和提高传感器对气体的响应速度。
纳米粒子改性是指在敏感材料中添加纳米粒子，以提高其气体识别和响应特性。
纳米粒子的引入可以改变传感器的电子结构和吸附能力，进而增强或削弱传感器对某些气体的响应。
例如，将铜纳米粒子引入到二氧化锡传感器中，能够增加传感器对甲醛气体的选择性和灵敏度。
此外，还有研究表明，在二氧化钨传感器中引入金纳米粒子或银纳米粒子，可以提高传感器对氨气的识别能力。
合金改性是指在敏感材料中引入其他金属元素，形成金属间化合物或固溶体，以调控传感器的性能。
例如，研究者们发现，通过在二氧化锡中掺杂其他金属元素（如铈、钨、钼等），可以增强传感器对一氧化碳、二氧化氮等气体的敏感性，并提高传感器的选择性。
《半导体金属氧化物微纳结构的改性及气敏特性研究》
《半导体金属氧化物微纳结构的改性及气敏特性研究》篇一一、引言随着微纳科技的发展，半导体金属氧化物微纳结构因其独特的物理和化学性质，在传感器、催化剂、太阳能电池等领域具有广泛的应用前景。
然而，其气敏特性的稳定性和灵敏度仍有待提高。
本文旨在探讨半导体金属氧化物微纳结构的改性方法，并研究其气敏特性的变化规律，为相关领域的应用提供理论依据。
二、半导体金属氧化物微纳结构的改性方法1. 掺杂改性掺杂是提高半导体金属氧化物微纳结构气敏特性的常用方法。
通过引入其他元素，可以改变材料的电子结构，从而提高其导电性和气敏响应。
常见的掺杂元素包括贵金属（如Au、Pt）和过渡金属等。
2. 表面修饰表面修饰是另一种有效的改性方法。
通过在材料表面覆盖一层其他物质，可以改变其表面性质，提高气敏响应的灵敏度和选择性。
常用的表面修饰材料包括有机分子、无机纳米颗粒等。
3. 纳米结构调控纳米结构的调控也是改善气敏特性的重要手段。
通过控制材料的尺寸、形状和孔隙结构等，可以优化其电子传输和气体吸附性能，从而提高气敏响应。
三、气敏特性的研究方法及结果分析1. 实验方法本研究采用掺杂、表面修饰和纳米结构调控等方法，制备了一系列不同改性的半导体金属氧化物微纳结构。
通过XRD、SEM、TEM等手段对材料进行表征，并采用气敏传感器测试其气敏特性。
2. 结果分析（1）掺杂改性的气敏特性分析掺杂改性可以有效提高半导体金属氧化物微纳结构的导电性和气敏响应。
实验结果表明，贵金属掺杂能够显著提高材料对特定气体的响应速度和灵敏度。
此外，掺杂还可以改善材料的稳定性，延长其使用寿命。
（2）表面修饰的气敏特性分析表面修饰可以改变半导体金属氧化物微纳表面的化学性质，提高其对特定气体的吸附能力和选择性。
实验结果表明，有机分子和无机纳米颗粒的表面修饰均能提高材料的气敏响应，且不同修饰材料对气敏特性的影响有所不同。
（3）纳米结构调控的气敏特性分析纳米结构调控可以优化半导体金属氧化物微纳结构的电子传输和气体吸附性能。
金属氧化物半导体气敏材料的研究进展
Ｌｉｕｆａｎｇ Ｙａｎｇ等㈨采用化学共沉淀的反滴淀法合成了 ＮｉＦｅ２０４纳米粉体，并以其制成旁热式气敏元件，在工作温度 ３５０℃下对１０００ｐｐｍ甲苯有好的选择性，灵敏度超过１５：Ｋ． Ａｒｓｈａｋ等【２１１合成ＺｎＦｅ２０４对甲苯进行测试有一定的灵敏度。
赵海燕等１２２１通过ＥＤＴＡ络合溶胶．凝胶法合成了５．４６ｎｍ ＺｎＦｅ２０。，并以其制成厚膜气体传感器，测试了元件的气敏性 能，结果表明：在５６０℃时可对Ｎ０２产生一定的敏感性；Ｍａｉｋｅ Ｓｉｅｍｏｎｓ等吲合成ＬｎＦｅ０３（Ｌｎ＝Ｌａ，Ｐｒ，ｈｉｄ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｇｄ）
２、铁酸盐类二元金属氧化物气敏材料及其气敏性能 铁酸盐类二元金属氧化物作为气敏材料，代表性材料有 ＬｎＦｅ０３（Ｌｎ＝Ｌａ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｇｄ）、ＭｇＦｅ２０４、ＺｎＦｅ２０４、
ＮｄＦｅ２０４、ＬａＦｅ０３，ＤｙＦｅ０３Ｉ ＳｍＦｅ０３，ＨｏＦｅ０３， ＹＦｅ０３、
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第 ３期
阮伟 亮 ， ： 等 半导体金属氧化物气敏材料的研究进展
・５ ｌ・
薄 膜型 气体探 测器 ， 课 题 组还 利 用 了其 它 金属 氧 该 化 物制 成薄 膜 ， 一 系 列 可 燃 性气 体 进行 了 系统 测 对 试 。现 在 ， 要 有 Ｚ Ｏ、 ｎ ２ Ｆ ２ ３ Ａ ２ ３ ＷＯ 、 主 ｎ Ｓ Ｏ 、 ｅＯ 、 １ 、 ３ Ｏ Ｉ： ，Ｎ ： 这 些 金 属 氧 化 物 ， 们 在 生 产 和 生 ｎＯ 、 ｂＯ 等 它 活 中可 以检 测各 种 易 燃 易 爆 、 毒 有 害气 体 。刘 冠 有 威 等 系统地 研究 了 一Ｆ 气 敏 元 件 在 掺入 稀 土 ｅＯ 氧化 物 后 元 件 的 灵 敏 度 可 以 明 显 提 高 Ｊ 。吴 家 琨 等分 别 在 ２０Ｃ恒 温 氧化 下 制 备 一Ｆ２ ３其 ０￣ ｅＯ ， 对Ｃ Ｏ的灵敏 度 有 明显 提 高 。王金 忠 等在 一 ｅＯ Ｆ ：
复合金属氧化 物
钙钛矿型氧化物 Ａ Ｏ Ｂｓ
收稿 日期 ：０ ２— ２— ４ ２ １ ０ ２ 基金项 目： 山东省 高等 学校 科技 计划项 目（０ Ｄ １２ １Ｌ ０ ） 济南 大学科研基金项 目（０ ０ Ｋ １ １ ） Ｊ６ ０ ， ０ Ｂ ４ ； ０ ２ １ Ｘ Ｙ ０ ０ 作者简介 ： 亮（ ９ ６ ） 黑龙 江牡 丹江市人 ， 阮伟 １８ 一 ， 济南大学硕士研究生 ， 主要研究半导 体金 属氧化物气敏材料。
（ ． ｃ ｏｌ ｆ ｈｍｉｒ ｎ ｈ ｍ ｃｌ ｎ ｉｅｒ ｇ Ｕ ｉｅｓｙｏ ｎ ｎ Ｊ ａ ２ ０ ２ ， ｈｎ ； １ Ｓ ｈｏ ｏ ｅ ｓ ｙａ ｄＣ ｅ ｉａ Ｅ ｇ ｅ ｎ ， ｎｖｒ ｔ ｆ ｉａ ， ｉ ｎ ５ ０ ２ Ｃ ｉａ Ｃ ｔ ｎ ｉ ｉ Ｊ ｎ
２ Ｓ ｗ ｇ ｒａｍ ｎ ｌｎ ｏ ｘａ ｆ ｈ ｎ ｏ ｇＰｏｉｃ ， ｉ ａ ２ ６ ０ ， ｈｎ ） ．ｅ ａｅＴｅｔ ｅ ｔ ａ ｔ ｆ ｕ ｉ ｏ ａ ｄ ｎ ｒｖ ｅ Ｒｚ ｏ ７ ８ ０ Ｃ ｉａ Ｐ Ｊ ｎ Ｓ ｎ ｈ
加入黏合剂和一定 的 Ｃ２ ｒ 制得了气敏元件 。潘 ０ 庆谊 等发现 纺锤 形 纳 米 一Ｆ 。在 ３０Ｃ工 作 温 ｅＯ ０￣ 度下 对 Ｌ Ｇ有 选择 性检 测 能力 ， 具 有 相 当的气 敏 Ｐ 并 稳 定性 Ｊ 。单 一金 属 氧 化 物也 存 在 着 一 些 问题 ， 如 灵 敏度 、 工作 温度 、 应时 间等 。单 一金 属 氧化 物对 响 ｌ 级 已经足 够灵 敏 ， 是对 于 超低 浓 度 （Ｏ ） ０ 但 １ 则 灵敏 度还是 不够 ， 都制 约着 其 在实 际 中的应 用 。 这 ２ ２ 金属 掺杂氯 化 物 ． 方 国家 等 在 ２ ０世 纪 ９ Ｏ年代 研 究 了 Ｃ 元 素 掺 ｅ 杂对 Ｓ Ｏ 薄膜气 敏性能及其 电学性 能的吴家琨 ， 良彦． 一Ｆ ， Ｃ 孙 ｅＯ 的 Ｏ气敏特性 的研究 ［ ］ Ｊ． 传感技术学报 ，９ ７ １ （ ） １ ２ ． １９ ，０ １ ：８— ２ ［］ ３ 王金忠 ， 家琨 ， 良彦 ， 一Ｆ ： ， 敏材料 的制备 吴 孙 等． ｅＯ 气
２０ 年 ， ｙ ００ Ｒ ｕ等 得到了 Ａ 元素掺杂的 Ｐ型 ｓ Ｚ Ｏ薄膜。２０ ｎ ０３年 ， ｙ Ｒ ｕ等 进一步研究 了掺杂 Ａ 元素 Ｚ Ｏ薄膜的特性。近来 ，ｕ ｉ等 提出了 ｓ ｎ Ｓｋ ｔ
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｉ ｔ ｄ ｃ ｄ ｔ ｅ ｔｐ ｓ ｏ ａ ｅ ｓｔ ｅ ｍａｅ ａｓ ｏ ｔｌ ｏ ｉ ｅ ｓ ｍｉ ｏ ｄ ｃｏ ｎ ｈ ｅ ｅ ｔ ｓｒ ｃ ：ｎ ｒ ｕ ｅ ｈ ｙ ｅ ｆ ｇ ｓ ｓ ｎ ｉ ｖ ｔｒｌ ｆ ｍｅａ ｘ ｄ ｅ ｃ ｎ ｕ ｔ ｒ ａ ｄ ｔ ｅ ｎ ｗ ｓ ｏ ｉ ｉ
・
５ ・ ０
山 东 化 工 Ｓ Ａ Ｄ Ｎ Ｈ ＭＩＡ Ｄ Ｓ Ｒ Ｈ Ｎ ０ Ｇ Ｃ Ｅ Ｃ ＬＩ Ｕ Ｔ Ｙ Ｎ
２１ ０２年第 ４ 卷 ｌ
半导体金属氧化物气敏材料的研究进展
阮伟 亮 ， 冯祥 军 牟宗刚 ，
（． 南大 学 化学 化工学 院 ， １济 山东 济南 ２ 山东 省莒县 污水 处理 厂 ， ． 山东 日照 ２ ０２ ； ５０ ２ ２６ ０ ） ７ ８０
Ｐ ｏ ｒｓ ｎ Ｒｅｅ ｒｈ ｏ ｓＳ ｎ ｉｖ ａｅ ｉｌｏ ｅａ ｉｅＳ ｍｉｏ ｄ ｃｏ ｒ ｇ ｅｓｏ ｓａ ｃ ｆＧａ ｅ ｓｔ ｅＭ ｔｒａ ｆＭ ｔｌ ｉ Ｏｘｄ ｅ ｃ ｎ ｕ ｔｒ
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叶等［ 制备 Ｌ 元素掺杂的 Ｓ Ｏ 薄膜 ， ２ ０ ａ ｎ 研究了其对
Ｓ Ｏ 气 敏特性 的影 响。 ｎ ２３ 复 合金 属氧 化物 ． 上 世纪 ７ Ｏ年代 ， 钙钛 矿型 金属氧 化物 因为具有 天然 的钙钛 矿 （ ａｉ。结 构而命 名 ， 中 Ａ 和 Ｂ位 ＣＴＯ ） 其 可 以由许 多 金属 离子 来 全部 取 代 或 者部 分取 代 ， 这
ｄ ｖ ｌｐ ｎ ｎ ｔ ｅ ａ ｒ ａ ｎ ｏ ． ｅ ｅｏ ｍｅ ｔｉ ｈ ｂ ｏ ｄ ａ ｄ ｈ ｍｅ Ａｎａｙ ｅ ｈ ｓ ｄ ａ ａ ｅ ｆｇ ｓｓ ｎｓｔ ｅ ｍａｅ ｉ ｌ ｆｍｅａ ｘ ｄ ｌｚ ｄ ｔ ｅ ｄｉａ ｖ ｎｔｇ ｓｏ ａ ｅ ｉ ｖ ｔｒａ ｓｏ ｔｌｏ ｉ ｅ ｉ ｓ ｍｉｏ ｄ ｃｏ Ｏ ｅ ｃ ｎ ｕ ｔ ｒｎ Ｗ．Ａｎ ｉｃ ｓ ｄ ｔ ｅ ｄ ｖ ｌｐ ｎ ｅ ｄ ｎ ｙ． ｄ ｄ ｓ ｕｓｅ ｅ ｅ ｏ ｍｅ ｔｔｎ ｅ ｃ ｈ Ｋｅ ｒ ｓ： ｔ ｌｏ ｉ ｅ ｃ ｎ ｕ ｔ ｒ ｇ ｓ ｓ ｎ ｏ ； ａ ｅ ｉｉｉｙ ｙ ｗｏ ｄ ｍｅａ ｘｄｅ ｓ ｍｉｏ ｄ ｃｏ ； ａ ｅ ｓ ｒ ｇ ｓ ｓ ｎｓｔｖｔ
在 Ｏ原子团气氛中获得 了 Ｐ型 Ｚ Ｏ： ｎ Ｎ薄膜 。２０ ０３ 年 ，ａｇ等¨ Ｂｎ 采 用 射频 磁 控 溅 射 方 法 ， 到 了 Ｚ Ｏ 得 ｎ
的同质 Ｐ—ｎ结 。 ２ ２ ２ Ａ 掺杂 的 Ｚ Ｏ ． ． ｓ ｎ
参 考 文 献
［］ １ 刘冠威 ， 苏世 漳 ， 虹．掺杂对 — ｅＯ 气敏元 件灵 敏 刘 Ｆ： ， 度及其它特性 的影 响［ ］ Ｊ ．功能材料 ，１９ ， ５ ３ ： ４ ９４ ２ （ ） ２３
Ｊｔｍ ｔ制 备 出 了 厚膜 型 Ｃ Ｏ—Ｓ Ｏ ． ａ ａ ｉ ｕ ｎ 气 敏 传 感 器 ，
样经掺杂后形成 了晶体缺陷结构。同时， 钙钛矿型 金 属氧 化物 通过 制 备 较 为 简单 ， 而且 还 在高 温 下保
持 稳定 ， 以 ， 钛矿 型金 属氧 化物还 发现具有 优 良 所 钙 的催 化性 能 、 巨磁 电阻效 应 和 良好 的气敏 特性 。 张玲等 ［ 统研究 了 Ｌ０ ６ Ｐ０ ３ＦＯ 纳米 ２ 系 ａ．８ ｂ ．２ ｅ ３ 材 料 ， 用 ｓｌ ｅ 法 制备 ， 测试 了该 材料 在 Ｃ 采 ｏ —ｇｌ 并 Ｏ
并探讨 了其 未来 的发 展趋 势 。
素。２ ０世纪 ９ Ｏ年代末 期 ， ｉ ｇｈ 等 获得 了 Ｎ Ｍｎ ｓｉ ｅ 元素掺杂 Ｐ型 Ｚ Ｏ， ｎ 他们是利用化学气相沉积技术
来 实现 的 。Ｌｏ ｏｋ等 的实 验结 果 表 明 ， Ｎ元 素 掺 杂 的浓度可 高达 １ １ ｍ～。Ｇ ｏｇｂａｉ ¨ ０９ｃ ｅｒｏｉ 等 成 功 地 ｎ
表 １ 用于气敏传 感器 中常用 的几种金属氧化物
半 敏 料 材 苎物 气 类 型
单一金属氧化物 Ａ １
敏 材 …… 感料 …
‘
检气 …… 测体
０２ Ｃ Ｈ２ＣＯ２ Ｏ ２ ｏ３Ｉ ｏ３ ｂ ｏ５ ０３ｗ ２ Ｃ Ｏ —Ｓ Ｏ ｕ ｎ
金属掺 杂氧化物
Ｎ掺杂 的 Ｐ Ｚ Ｏ 型 ｎ
Ａ８ 掺杂的 Ｐ型 Ｚ Ｏ ｎ
ＨＳ ２
Ｎ Ｏ ＯＣ 虽然半导体金属 氧化物气敏 材料具有诸多优 势， 但是 由于单一金属氧化物材料 的选择性 、 稳定性 ２ １ 单一金属氧化物 ． １６ 年 ， 本 的清 山哲郎等人首次制作 了 Ｚ Ｏ ９２ 日 ｎ 受到一定限制 ， 所以对 于半导体金属氧化物气敏材
在 ２ 纪８ Ｏ世 Ｏ年 代 ， ｏａａｈ 就 判 断 出 Ｎ元 Ｋ ｂｙｓｉ 素 可 以替 代 Ｚ Ｏ 中 氧 元 素 ， 一 种 很 好 的 掺 杂 元 ｎ 是
本文较全面地介绍了半导体金属氧化物气敏材 料中的 Ｚ Ｏ ＳＯ 、 ｅＯ 等单一金属氧化物 ， ｎ 、 ｎ ：Ｆ ， Ｎ掺 杂的 Ｚ Ｏ Ａ 掺杂 的 Ｚ Ｏ等金属掺杂以及钙钛矿型 ｎ ，ｓ ｎ 复合 金属 氧化 物 ， 析 了 当前 半 导 体 金属 氧 化物 气 分 敏材料应用中存在的稳定性差、 选择性不高等不足，
气体中的气 敏特性 。张茹等 用 ｓ —ｇ 法制备 ｏ ｅ ｌ ｌ 了 Ｌｌ ｍ ＦＯ 。方 少 明 等 用 ｓｌ ｅ 法 制 备 ａ一Ｓ ｅ ３ ｏ —ｇｌ
了 Ｓ ＦＯ ， ｍ ｅ ，其对 乙醇 具 有较好 气敏 性能 。
３ 结尾
该传感器对 Ｈ ｓ 具有非常高的灵 敏度 。 ２２ １ 氮 元素 掺杂 的 Ｚ Ｏ ．． ｎ
２２４ 掺 杂 的 ＳＯ ．． ｎ２ 洪琴 等 ［ １ Ａ ， ３ＬＳ Ｏ 引用 ｕ ＷＯ ， ａｎ ２来 掺 杂 ＳＯ 制 ｎ２ 备 了气敏 元件 ， 讨 了这 些掺 杂 物 质对 元 件 的灵 敏 探 度 等 的影响 。王 晓俊 等 Ｌ 备 了掺 杂 Ｍｇ １ 制 Ｏ的 Ｓ Ｏ ｎ： 气 敏元 件 ， 在对 乙醇 、 丙酮 等气 体进行 了测试 。谢俊
摘要 ： 较全面地介绍 了半导体金属氧化物气敏材料的分类及 国内外最新发展状况 ， 了当前半 导体 金属氧化物 气敏材料应用 中 分析
存在 的不足 ， 并探讨 了其发展趋势 。
关键词 ： 半导体金 属氧化物 ； 气敏元件 ； 气敏性
中 图分 类 号 ：Ｇ ７ ．２；Ｑ ８ ． １ Ｔ １４ ４ Ｔ ０ ５４ ２ 文献 标 识 码 ： Ａ 文 章 编 号 ：０ ８一 ２ ｘ（０ ２ ０ ０ ５ ０ １０ Ｏ １ ２ １ ） ３— ０ ０— ２