【摘 要】
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纳米结构氧化钛(Nanostructured Titania)以其多孔、高表面积-体积比等优良特性受到广泛关注。本论文开发出一种纳米结构氧化钛(NST)薄膜的低温制备技术,使用H2O2溶液在Ti表
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纳米结构氧化钛(Nanostructured Titania)以其多孔、高表面积-体积比等优良特性受到广泛关注。本论文开发出一种纳米结构氧化钛(NST)薄膜的低温制备技术,使用H2O2溶液在Ti表面制备出纳米结构氧化钛薄膜,工艺与CMOS完全兼容。
经过多次实验,探索出制备NST的优化实验参数为:10％H2O2溶液85℃水浴20min。使用这种参数能制备出面积为100μm×100μm、孔径为133nm、无裂纹、不脱落的多孔NST。
使用SEM、XPS、EDX和XRD对NST的表面形貌、化学成分和晶相类型进行表征,使用液体接触角法、纳米压入法和BET法对NST的表面能、力学特性和比表面积进行分析测试。分析测试结果表明:H2O2溶液氧化Ti的产物的化学成分为TiO2,晶型为不定形的TiO2,经过300℃的退火后转变成锐钛矿(anatase);NST的表面能比Ti的大,而硬度和模量比Ti的小。NST的比表面积为37.2606m2/g。
本论文设计出基于纳米结构氧化钛薄膜(NST)的气体传感器,并探索出制备工艺。使用NST作为气体敏感膜,在NST上面生长电极材料,形成电气连接。
离子注入可在NST表面注入多种元素以改善气体传感器的性能。SU8和Parylene可以耐受85℃的10％H2O2溶液的腐蚀,可以作为NST水浴氧化的掩膜材料。
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