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许多公共场所需要对易燃、易爆气体进行准确的检测和长期监测,以降低人类健康风险,确保公众安全,而实现环境控制的最大障碍往往在于要监视的系统和外界环境之间的接口,即传感器。如果没有传感器,实现环境控制和仪器仪表的重大进步将是不可能的。AZO由于其优异的气体灵敏度和较高的稳定性在众多的气敏材料中脱颖而出。在空气中,处于物理或化学吸附态的氧气在AZO颗粒表面表现为电子受体状态。在特定工作温度下,在传感器表面上目标检测气体与吸附态的氧离子发生还原反应,导致受主态的氧离子在薄膜表面的覆盖度降低,继而致使导电率降低,AZO薄膜表现出气敏特性。本文利用射频磁控溅射法,生长具有高灵敏度、低工作温度的AZO气体薄膜传感器。溅射法制备的薄膜具有晶粒均匀、纯度高、与衬底附着性较好、易制备出纳米量级的薄膜,制备工艺条件方便控制等优势。采用不同功率、不同工作压强、不同衬底温度以及后期热处理等工艺条件进行实验,并利用薄膜分析工具(包括AFM、台阶仪、XRD、四探针测试仪等)表征了薄膜的表面形态、微观结构、电学等特性。之后,使用静态配气气敏测试系统分析了薄膜对C2H5OH、NO2、NH3的气敏特性,得出影响AZO薄膜气敏特性的部分规律,总结出最优溅射工艺参数。靶基距为6cm,氩气流量为45sccm、溅射功率为110W、衬底温度为300℃时,对乙醇气体的反应强度达到92%,最佳工作温度降到250℃;对NO2气体的反应强度达到68%,最佳工作温度降到200℃。再对薄膜进行后期热处理,可以使AZO气敏薄膜的工作温度、响应强度以及反应-恢复时间的特性均有不同程度的提高。为提高元件选择性,向薄膜表面添加一层不同厚度Ti,之后再进行热处理,对气敏薄膜进行表面改性。添加Ti后,薄膜的灵敏度、工作温度、选择性都有所改善。添加20nm的Ti时,薄膜对于50ppm NH3的灵敏度为99.2%,最佳工作温度140℃,并具有良好的选择性。