研究目的
对电子束蒸镀制备的ZnO、MgZnO和CdZnO薄膜进行CO气体传感应用的对比研究，分析其结构、光学及电学特性。
研究成果
CdZnO薄膜在CO气体传感中表现出最佳性能，在250°C下对100PPM CO的响应值为4.86，响应时间为15秒。与ZnO和MgZnO相比，Cd掺杂提高了传感器响应度，使其适用于低温和低浓度应用场景。该研究建立了结构、光学和电学特性之间的关联，表明CdZnO是CO气体传感器的有效材料。
研究不足
本研究仅限于ZnO中的特定掺杂剂（Mg和Cd）、电子束蒸发法以及CO气体传感。潜在的优化方向包括测试其他掺杂剂、沉积技术和气体，以及提高传感器的稳定性和响应时间。
1：实验设计与方法选择：
研究采用电子束蒸发法在带有铬叉指电极的Si/SiO2衬底上沉积ZnO、MgZnO和CdZnO薄膜。通过XRD、AFM、FESEM、PL、UV和拉曼光谱等表征手段分析材料特性。气体传感测试在可控腔室中进行，使用IV源表测量不同CO浓度和温度下的电阻变化。
2：样品选择与数据来源：
Si晶圆经RCA-1和RCA-2工艺清洗。靶材（纯度99.99%）购自Taewon Scientific Co. Ltd，化学品来自印度Merck公司。传感层和电极以特定速率和压力沉积。
3：99%）购自Taewon Scientific Co. Ltd，化学品来自印度Merck公司。传感层和电极以特定速率和压力沉积。 实验设备与材料清单：
3. 实验设备与材料清单：电子束蒸发系统（沉积速率0-10 ?/秒，压力约4×10^-6 mbar）、Rigaku TTRAX III X射线衍射仪、Agilent 5500原子力显微镜、Zeiss GeminiSEM 500场发射扫描电镜、Perkin Elmer LS 55荧光光谱仪、Shimadzu UV-2600分光光度计、AIRIX公司STR-750拉曼光谱仪、Keithley 2450 IV源表、质量流量控制器（10 SCCM和1000 SCCM）。
4：实验流程与操作步骤：
依次进行衬底清洗、电子束蒸发沉积薄膜、电极图形化。采用多种表征技术评估结构、形貌和光学特性。在不同温度和CO浓度下进行气体传感测试，测量电阻变化。
5：数据分析方法：
传感器响应值计算为R0/R。通过XRD获取结构参数，AFM测量表面粗糙度，Tauc图计算带隙，气体响应分析结合温度与浓度因素。
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X-ray Diffractometer
Rigaku TTRAX III
Rigaku
Crystal properties analysis
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Atomic Force Microscopy
Agilent 5500
Agilent
Surface roughness analysis
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FESEM
Zeiss GeminiSEM 500
Zeiss
Morphology analysis
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Fluorescence Spectrometer
Perkin Elmer LS 55
Perkin Elmer
Photoluminescence measurements
-
UV-visible Spectrophotometer
Shimadzu UV-2600
Shimadzu
Band gap analysis
-
IV Source Meter
Keithley 2450
Keithley
Electrical properties testing
-
E-beam evaporation system
Not specified
Not specified
Deposition of ZnO, MgZnO, CdZnO thin films and chromium electrodes
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Raman Spectrometer
AIRIX Corp. STR-750
AIRIX Corp.
Raman spectroscopy
-
Mass Flow Controller
Not specified
Not specified
Gas flow control
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