隨著工業化的發展，汽車尾氣和工業排放中的二氧化氮（NO2）嚴重威脅著人類健康和生態環境。 0.1 ppm 甚至更少的 NO2 都會對人體健康造成顯著的健康影響。因此，高靈敏度的二氧化氮氣體傳感器受到了廣泛的關注。在各種氣體傳感器中，基於金屬氧化物半導體的傳感器廣泛應用於工業、醫療等領域。由於 W 存在多種氧化態，因此氧化鎢 (WO3) 是 NO2 半導體傳感器的常用傳感材料。

 

因此，三氧化鎢納米棒是在大氣環境中通過熱氧化技術從濺射沉積的鎢膜合成的。已經合成了用於 NO2 氣體傳感的 WO3 納米棒，所製備的氣體傳感器顯示出優異的傳感性能。 WO3納米棒氣敏器件的合成如下：

 

 

 

採用射頻濺射技術，在塗有SiO2的矽襯底上沉積厚度為100nm的鎢金屬薄膜。沉積膜在水平管式爐中在大氣環境中在500℃下氧化4小時。使用SEM（型號：Zeiss，EVO 18）觀察氧化後樣品的形貌，並使用XRD（型號：Phillips X'pert，波長為1.54Å的Cu Kα X射線源）和拉曼光譜（型號： HORIBA，LabRAM HR Evolution，激光源：514nm）。使用 XPS（型號：SPECS、Phoibos 100）研究納米棒的化學成分。在 WO3 納米棒生長後，使用我們之前出版物中提到的平面 MEMS 技術製造傳感器。該設備由一個微型加熱器和周圍的IDE（Inter Digited Electrode）結構組成，兩者都放置在一個固體熱絕緣體上。微機械氣體傳感器原理圖及其光學圖像如圖1所示。器件尺寸為1.21mm2，最小特徵尺寸為40μm。該器件通過各種微加工步驟製造，例如氧化、光刻、各向異性蝕刻、沉積、化學機械拋光和剝離。在這個微機械平台上，它是通過在矽基板中嵌入固體絕熱體（6μm 厚的 SiO2）製成的。該平台減少了局部區域的熱傳遞，從而降低了功耗[4]。當在微型加熱器的端子上施加電壓時，焦耳加熱會產生溫度。出於校準目的，通過源極焊盤施加直流電壓，同時測量兩個焊盤之間的電流，即在不同電壓下測量電阻。

 

 

 

 

總之，三氧化鎢納米棒已被合成用於 NO2 氣體傳感，所製備的氣體傳感器顯示出優異的傳感性能。當 100 nm 的鎢膜在大氣環境中在 500 °C 下氧化時，會形成 WO3 納米棒。結果表明，直徑為~80 nm，長度為400 nm。在 225 °C 的中等最佳操作溫度下，它對 10 ppm 的 NO2 氣體顯示出 116.3% 的高響應。在最佳工作溫度下，傳感器能夠檢測到小濃度的 NO2 氣體 (2 ppm)。