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《硅基氧化钨薄膜的制备及其性质研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、摘要本项研究针对当前对于有毒、易燃、易爆等危险气体的探测越来越紧迫，而当下常用的气敏材料识别能力差，气敏性能低，自我修复能力差，制备工艺复杂等问题，提出利用磁控溅射法结合分子模板技术，通过优化制备工艺，结合化学原位修饰、真空退火、光刻等后处理工艺，在硅衬底上制备出具有空间立体结构、高的比表面积，与衬底黏附力强、结构稳定的具有不同化学剂量比的掺Cu或掺In半导体纳米多孔WO3薄膜。这类材料具有较强的气敏性质，对多种有害气体如：NOx、SOx在较宽（ppm量级）浓度范围内有较强和快速识别能力。根据气体吸附-脱附理论，由于不同的气体会在WO3气体传感材料
2、表面产生不同的施主或受主表面态，从而影响气敏材料的能带结构，提出了利用C-V，C-F法，结合通用的I-V法来联合研究有害气体的气敏响应特性，从而标定和识别出不同有害气体ppm浓度范围内的NOx、SOx等有害气体。氧化钨是一种典型的n型半导体金属氧化物气敏材料，它有优异的电致变色、气敏特性，已被开发制备了各种类型器件（电致变色器件，智能灵巧窗等），近来又开始了对其气敏特性的研究。在国外已有WO3气敏特性方面的报道，国内近年来才开始有相关报道。本论文着重研究了氧化钨薄膜的光电特性，为进一步的气敏探测器件的研制取得有益的探索。本文首先简单介绍了氧化钨薄膜
3、的研究历史及背景，本课题的研究意义，样品薄膜的制备方法、测试分析手段，然后叙述了我们在前人研究的基础上进行的一些探索，制备了五个系列的氧化钨薄膜（包括：单层氧化钨薄膜、氧化钨同质I多层膜、氧化铟锡薄膜、氧化钨/氧化铟锡/氧化钨复合膜、氧化铟锡/氧化钨/氧化铟锡复合膜），并采用Raman等表征分析手段，测试分析了各系列薄膜。关键词：磁控溅射氧化钨薄膜气敏光电特性IIAbstractThedetectionoftheflammable,explosive,toxicor/andotherdangerousgasarebecomingmoreandmor
4、eurgent,whilethecurrentcommonlyusedgas-seningmaterialhassomanyproblems,suchasbadindentifyability,poorself-repaircapacity,complexpreparationprocess,andsoon.Inviewoftheabovequestions,weproposedusingmagnetronsputteringcombinedwithmoleculartemplatetechnolegy,byoptimizingtheprepara
5、tionprocesss,combiningchemicalmodificationinsitu,vacuumannealing,lithography,etc,topreparethetungstenoxidesemiconductornano-porousfilmswiththree-dimensionalstructure,highpecificstructuralstabilitywithdifferentchemicaldosagerationofCu-dopedorIn-doped.Suchmaterialhasastronggas-s
6、ensingpropertiesofavarietyofharmfulgases,suchas:NOx,SOxatawideconcentrationrange.Accordingtothegasadsorption-desorptiontheory,becausedifferentgaseswillhavedifferentdonororacceptorsurfacestateatthesurfaceoftungstenoxidegas-sensingmaterials’bandstructure,weproposedusingC-V,C-Fan
7、dI-Vmethodstostudythegas-sensingproperties,thustoidentifyanddemarcatethedifferentppmconcentrationsscopeofharmfulgases.Tungstenoxideistypicalgas-sensingmaterialofsemiconductoroxide.Itsgas-sensingpropertyisveryexceptional.Thepaperfocusedontheelectricalandopticalcharacteristicsof
8、WO3thinfilmtomakeabeneficialexplorationtodevelopthegassensor.
