用于低氧环境中二氧化氮检测的超灵敏氧化钨气体传感器

室温下的气体传感引起了很多研究兴趣,尤其是 MOX、CNT 和石墨烯的组合,但它通常存在响应时间慢、基线稳定性差和湿度依赖性大的问题。二氧化氮 (NO2) 气体传感器已被开发和商业化,常见类型包括金属氧化物半导体和固体电解质。在金属氧化物半导体中,三氧化钨(WO3)基半导体因其结构简单、灵敏度高、成本低以及在极端条件下具有潜在的耐久性而受到特别关注。因此用于低氧环境二氧化氮检测的超灵敏氧化钨气体传感器被成功制备, 该传感器不仅对 NO2 具有高灵敏度(3.4%/ppb 对比商业传感器的 0.2%/ppb)而且仍能可靠运行在较低的氧气水平(低至 0.5%)。准备过程如下:
 
二氧化氮气体传感器图片
 
WO 3 粉末与有机分散剂ESL 400混合以获得糊状物。粉末与有机分散剂的重量比为1:2。将糊剂滴到 1 毫米 x 1 毫米的硅芯片上,该芯片由薄膜顶部的金叉指电极组成,作为单芯片解决方案。沉积WO3糊剂后,将基板在室温空气中干燥约12小时,然后在450℃下退火1小时,然后在350℃环境空气中退火约23小时,得到传感器元件。 n型WO3的组成。最后,将硅芯片引线键合到标准 TO-46 连接器。
 
WO3材料的SEM图像
 
综上所述,用于低氧环境下二氧化氮检测的超灵敏氧化钨气体传感器已成功制备。结果发现电阻式气体传感器不仅对 NO2 具有高灵敏度(3.4%/ppb 对比商业 MOX 获得的 0.2%/ppb),而且在较低的氧气水平(低至 0.5%)下仍能可靠运行。这些具有通过滴铸和退火制备的活性层的传感器在低氧水平下可靠地工作,同样具有高气体灵敏度,但具有更长的响应和恢复时间(20% 左右)。
 

 

 

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