基于SPR技术的ITO薄膜气敏特性研究

论文摘要

氧化铟锡（ITO）是一种N型半导体材料,相比于其他金属氧化物,ITO具有抗腐蚀、透光率高、导电性好等特点,广泛应用于屏幕显示领域。ITO的两种组成成分In2O3与SnO2都为气敏材料,所以ITO可以作为气敏材料,应用于气敏传感器领域。表面等离子体共振（Surface Plasma Resonance,SPR）是通过光在电介质/金属界面相互作用产生的光学现象。由于高精度、高灵敏度、对检测物无损伤、无需标记,SPR技术被广泛应用于生命科学研究、环境监测和气敏传感等领域。本论文通过仿真与测试对比分析了Au、Ag、Al三种金属的SPR特性曲线,得出Ag膜的SPR特性最佳。在Ag膜上制备ITO薄膜,得到Ag/ITO复合薄膜,研究Ag/ITO复合薄膜的SPR特性。ITO薄膜可以提高其传感特性,并阻止Ag膜氧化。通过仿真计算及实验,获得制备Ag/ITO薄膜的制备工艺及SPR特性。当Ag膜与ITO薄膜的厚度分别为41.23nm和14.84nm,其SPR性能最佳。利用Ag/ITO复合薄膜分别对甲醛、二氧化氮、氨气三种气体进行SPR气敏特性测试。结果显示,甲醛浓度在0-218.95mg/L范围内,灵敏度为5.65×10-3o/（mg/L）,最小分辨率为1.77×10-1mg/L;二氧化氮浓度在0-276.13mg/L范围内,灵敏度为2.82×10-2o/（mg/L）,最小分辨率为3.55×10-2mg/L;氨气浓度在0-242.17mg/L范围内,灵敏度为1.19×10-2o/（mg/L）,能分辨的最小浓度为8.4×10-2mg/L;与甲醛与氨气两种这气体相比,Ag/ITO薄膜对二氧化氮气体的SPR性能更佳。

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文章来源

类型: 硕士论文

作者: 金叶陆

导师: 杨志韬

关键词: 气敏传感器,表面等离子体共振,氧化铟锡

来源: 哈尔滨理工大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑,信息科技

专业: 物理学,工业通用技术及设备,自动化技术

单位: 哈尔滨理工大学

分类号: O484;TP212

总页数: 58

文件大小: 2606K

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标签：气敏传感器论文;  表面等离子体共振论文;  氧化铟锡论文;