气相法制取纳米三氧化钨气敏薄膜

薄膜敏感材料是研究和开发集成传感器和智能传感器的基础，纳米三氧化钨是一种很典型的 N 型半导体气敏材料，它具有较大的比表面积、稳定的化学性质、带隙较宽，对多种有毒气体都具有较好灵敏度，可以有效地提高气敏元件的灵敏度和响应速度，是良好的气敏薄膜材料。

气相法是直接利用气体或者通过各种手段将物质变成气体，使之在气体状态下发生物理变化或者化学变化，最后在冷却过程中凝聚长大形成纳米微粒的方法。气相法制备与合成纳米三氧化钨薄膜，主要是将合成的三氧化钨晶体经过升华、蒸发与分解等步骤转化为三氧化钨气相状态，通过设定实验条件，使之转化为三氧化钨的饱和蒸汽。最后，当温度降低时，饱和蒸汽会遇冷结晶，从而生长为纳米结构三氧化钨晶体。

制备纳米三氧化钨气敏薄膜的气相法包括化学法和物理法两种。

化学气相沉积法（CVD）原理是利用气体原料在气相中发生化学反应形成并经过成核、生长两个阶段最终制得所要产物(如薄膜、颗粒、晶须)。采用化学气相沉积也是一种制备WO₃薄膜的方法。以W(CO)₆作为原料，加热到60～100℃，产生蒸气，再用N2载气将产生的蒸气以300cm³min^-1  流速载入，W(CO)₆在反应室分解，可使WO₃沉积到基底上。化学气相沉积法具有过程连续，可控制，产品纯度高等特点，同时也可用此方法连续式制备多层功能性复合薄膜。

物理气相沉积法（PVD），包括纳米结构三氧化钨气相粒子成核、WO₃晶核长大和聚集等诸多基本的粒子生长的过程。通过基本的物理过程完成粒子转移和把基本单元转移到特定位置的方法被称之为物理气相沉积法。典型方法有真空蒸发法，其原理是在高真空条件或高纯惰性气氛下(Ar、He)，对蒸发物质进行真空加热，WO₃蒸气在惰性气体介质中冷凝形成微粒薄膜。近年来又相继发展了电子束蒸发、离子束辅助蒸发等工艺技术。

不管是化学沉积法或是物理沉积法制取三氧化钨薄膜，它们制备的薄膜纯度高，性能稳定，颗粒分布均匀，适合于低熔点、单成分薄膜的制备，但缺点也很明显，就是成本高，制备条件要求严格，工艺复杂，不宜大面积制备。

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