多孔硅是一种微纳尺度硅基气敏传感材料,其当前存在不足主要在于探测气体时灵敏度偏低以及对不同气体分辨能力不强两方面。在金属氧化物半导体气敏材料领域,通过形成不同材料间的复合,实现了对气体选择性和灵敏度的改善。为提升多孔硅的灵敏度和选择性,本文创新性提出了应用金属氧化物对多孔硅进行修饰,从而改善多孔硅气敏特性的观点。文中以氧化钨作为代表性金属氧化物,制备多孔硅并实现氧化钨对多孔硅的修饰结构,通过SEM、XRD、EDS对其结构形貌进行分析,通过气敏测试平台对其室温气敏性能进行测试。实验中通过氧化钨修饰结构提升了多孔硅的气敏特性。文中采用双槽电化学腐蚀法制备N型多孔硅,其孔径在20-40nm,厚度腐蚀速率为0.8-1μm/min。腐蚀时间增加后,多孔硅断面出现单层到多层的变化,分层区厚度约100nm。基于2分钟腐蚀的单层多孔硅,文中分别应用热氧化钨膜法和热处理钨酸法制备氧化钨在多孔硅顶部的修饰结构。热氧化钨膜法中,通过磁控溅射在多孔硅顶部形成金属钨膜,通过热处理使之生长为氧化钨纳米线,氧化钨纳米线的最佳生长温度为700℃。实验测试了不同溅射时间下样品的NO₂气敏性能,样品对NO₂响应反型且气敏性能有所提升,1分钟钨膜溅射时间样品对NO₂表现出最佳的灵敏度和选择性。热处理钨酸法中,通过旋涂法在多孔硅顶部形成钨酸沉积,通过450℃热处理使钨酸分解生长为氧化钨纳米颗粒,纳米颗粒均匀分布在氧化钨顶部,尺寸在90-130nm。通过控制钨酸旋涂次数改变氧化钨量,测试了不同旋涂次数样品的气敏性能。结果表明样品随氧化钨量增加表现出N-P的气敏响应反型,不同气体的反型对应旋涂次数不同,而一次旋涂样品随NO₂浓度上升而出现N-P响应类型转变。氧化钨修饰能够提升多孔硅灵敏度,提升幅度随氧化钨量增加先升后降,对不同气体提升极值对应旋涂次数不同。不同旋涂次数样品表现选择性不同,一次旋涂样品对NO₂选择性最佳,三次旋涂样品对乙醇气体选择性最佳。文中研究了氧化钨修饰对多孔硅气敏特性的影响机理,推测两材料间形成异质结,在多孔硅内形成的耗尽层与反型层,从而使多孔硅气敏反型。