高性能气体传感器研究新进展,我国学者研发了新型传感器

2020-05-21来源: 爱集微关键字:传感器

复旦大学微电子学院卢红亮教授领导的团队首次结合硬模板法、原子层沉积技术和水热工艺,在低功耗MEMS器件上原位合成了单层有序SnO2纳米碗支化ZnO纳米线的多级异质复合纳米材料,并以此作为气体传感器,对浓度低至1ppm的硫化氢实现了超灵敏和高选择性的探测。

图片来源:复旦大学

据悉,目前常见的传感器制备技术是将纳米传感材料印刷或滴涂到陶瓷管或MEMS器件上,极大地限制了传感器的可靠性和可重复性。因此,一种能够将纳米传感材料和MEMS微加热基底无缝集成的制备技术对于开发高稳定性和低功耗的高性能气体传感器至关重要。

此次,研究人员研究设计的MEMS式单层有序SnO2纳米碗支化ZnO纳米线器件在250oC的工作温度下,对1ppm硫化氢的响应(Ra/Rg)高达6.24,其响应变化率(5.24)约为单层有序SnO2纳米碗器件的2.6倍,同时具有较快的响应/恢复速度。

同时,研究也证明该MEMS式单层有序SnO2纳米碗支化ZnO纳米线器件具有较好的长期稳定性和可重复性。多级异质结构不仅有效增加了材料的比表面积,提升了材料的气体吸附能力,同时异质结提高了材料的气敏响应能力。

据了解,研究团队的传感材料原位制备于MEMS器件上,还具有低功耗和可集成化的优势,为气体监测领域开发高灵敏度、高稳定性的气体传感器提供了技术支持。

目前,相关成果以发表在国际顶级期刊Microsystems & Nanoengineering上,此期刊由中国科学院电子学研究所与原Nature出版集团合作出版,是原Nature出版集团合作出版的第一本工程类期刊。


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