论文部分内容阅读
电阻型气体传感器由于其结构简单、成本低廉、操作方便等优点，已广泛应用于多种领域。然而，发展高性能电阻型气敏器件目前仍然是人们所面临的挑战。本文针对高性能气体传感器对器件性能的要求，开展了基于有机胶体模板的氧化物微/纳结构有序多孔薄膜器件及其气敏特性的研究，取得了如下主要结果: (1)单层二元胶体晶体的设计及其相图的建立。成功的发展了大面积单层有机胶体晶体的合成技术，建立了单层二元胶体晶体的相图，为其按需设计与精确制作提供了清晰的实现途径;通过酒精辅助气/液界面自组装策略，证实了所建立相图的正确性与有效性;发现了该胶体晶体的无损转移特性，为相关复杂微/纳结构阵列及其器件制作提供了基础。 (2)无裂纹超薄微/纳结构有序多孔薄膜的合成。提出了基于等离子体辐照的薄膜合成方法，有效解决了常规采用退火所带来的薄膜开裂问题，为微/纳结构有序多孔超薄薄膜的高质量合成提供了简便途径。 (3)高性能气体传感器件的设计与构建。提出了微/纳结构多孔薄膜与微加工的微型基板相结合的器件设计思路，在微型基板上原位合成了微/纳结构有序多孔薄膜，进而构建了新型的高性能气敏器件，实现了快响应、高灵敏与低功耗等特性;相关技术具备了批量化制作器件的潜力，为设计研制下一代高性能气体传感器提供了新途径。 (4)高性能气体传感器的应用初探。基于温度调制传感器阵列，实现了气敏选择性;开发研制了袖珍型传感器样机;尝试了这种新型传感器在安全和食品领域内的应用，实现了对沙林的痕量检测，为将电阻型传感器拓展至高端领域的应用提供了近期可实现性。