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AlGaInP/InGaAs增强/耗尽型共集成掺杂沟道场效应晶体管的氢传感特性
摘要: 本文展示了通过湿法选择性刻蚀工艺制备的Al0.25Ga0.25In0.5P/In0.1Ga0.9As增强/耗尽模式共集成赝形掺杂沟道场效应晶体管的氢气传感特性。在漏极电流为0.1 mA/mm时,耗尽(增强)模式器件在空气和9800 ppm氢气浓度环境中的阈值电压分别为(约)0.97 (±0.6) V和(约)1.22 (±0.31) V。此外,采用共集成FET器件时,直接耦合FET逻辑电路(DCFL)的传输特性在氢气环境中会发生显著变化。随着氢气检测的进行,DCFL电路中的VOH值降低而VOL值升高。
关键词: 阈值电压,氢气传感,掺杂沟道场效应晶体管,增强/耗尽模式,AlGaInP/InGaAs,直接耦合FET逻辑
更新于2025-09-23 15:22:29
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射频溅射金肖特基接触的ZnO薄膜电学与氢气传感特性深度研究
摘要: 对射频溅射制备的Au/ZnO薄膜肖特基二极管在n型硅衬底上的电学及氢气传感特性进行了宽温度范围研究。在25°C至200°C温度范围内进行的电流-电压测试表明:该器件具有优异整流特性,在5V偏压下正向/反向电流比达1610。常压条件下,上述温度范围内Au/ZnO肖特基二极管的理想因子为4.12至2.98。当暴露于氢气环境时,观察到理想因子降低,使得热电子发射效应更为显著。由于在不同氢浓度(50ppm-1000ppm)下I-V特性出现横向偏移,证实该器件具有氢敏特性。在200°C、1000ppm氢气浓度时,测得最大势垒高度变化达99meV,灵敏度为144%。通过I-V特性对传感器稳态反应动力学的详细分析确认:Au/ZnO界面处的原子级氢吸附是导致势垒高度调制的根本原因。研究表明该传感器在高温检测中展现出卓越性能。
关键词: 氢气传感、氧化锌(ZnO)薄膜、电学特性、肖特基二极管、金属-半导体界面、钯催化剂
更新于2025-09-23 15:22:29
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AlGaInP/InGaAs互补共集成赝形掺杂沟道场效应晶体管的氢气传感特性
摘要: 本文展示了Al0.25Ga0.25In0.5P/In0.1Ga0.9As互补共集成赝形掺杂沟道场效应晶体管的氢传感器件及逻辑特性。由于Al0.25Ga0.25In0.5P/In0.1Ga0.9As异质结处存在较大的导带(价带)不连续性,并采用小禁带宽度的In0.1Ga0.9As沟道层,该研究中的n沟道(p沟道)器件能提供高栅极势垒高度,从而避免电子(空穴)从沟道注入栅区。在氢气环境中,n沟道(p沟道)晶体管的氢分子会吸附并解离于Pd催化金属表面,随后氢原子快速扩散至MS界面形成偶极子,降低(升高)栅极势垒高度并增强(减弱)漏极电流。该n沟道(p沟道)器件在空气和9800ppm氢气浓度下,漏极电流为0.1mA/mm时的阈值电压分别为0.67(0.05)V和0.38(-0.26)V。检测到氢气时,反相器特性明显左移,VOH和VIH值降低。
关键词: 场效应晶体管、氢气传感、AlGaInP/InGaAs、逻辑特性
更新于2025-09-23 15:21:01
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基于肖特基结的铂纳米团簇@碳化硅纳米片作为长期稳定的氢传感器
摘要: 可应用于航空航天、化工等特殊领域恶劣环境(高温、腐蚀性气氛等)的氢气传感器需求迫切。本研究通过简单的一步湿化学还原反应,成功制备出铂纳米团簇@碳化硅纳米片(Pt NCs@SiC NSs)气体传感器。该传感器在300°C下对500 ppm氢气表现出良好响应(15.7%),且在500 ppm以下不同氢浓度范围内呈现优异线性响应,一个月内保持良好稳定性。其气体传感性能主要源于基于肖特基结的结构,其中接收与转换过程均发挥重要作用。本工作为无需复杂设备的高温氢传感器制备提供了简便方法,且具备大规模制备可行性。
关键词: 氢气传感、铂纳米团簇@碳化硅纳米片、化学还原反应、高温
更新于2025-09-23 15:19:57
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氮气和变压器油中Pd包覆SnO2纳米棒阵列的增强氢气传感性能
摘要: 我们报道了Pd包覆SnO2纳米棒(NR)阵列在氮气中检测H2气体及溶解于变压器油中的增强传感性能。通过掠角沉积(GLAD)方法(采用电子束蒸发器和直流磁控溅射系统),将Pd纳米颗粒包覆在无序排列的垂直SnO2 NR阵列上。该Pd包覆SnO2 NR阵列在氮气中对1% H2表现出高响应(104)。将Pd包覆SnO2 NR阵列浸入含不同浓度溶解H2的矿物油中并测量其电学响应,发现该阵列具有优异响应度(R≈96)、低检测限(0.3 ppm)和快速响应时间(300秒)。在不同油温(20-80°C)下,Pd包覆SnO2 NR阵列的电阻温度系数(TCR)为3.69×10-3°C-1,表明其在高温下具有良好的热稳定性。通过分析H2暴露时Pd/SnO2界面肖特基势垒高度的变化,阐明了该Pd包覆SnO2 NR阵列的传感机制。
关键词: 钯、二氧化锡、变压器油、纳米棒阵列、氢气传感
更新于2025-09-24 03:33:24
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[IEEE 2019年第18届国际光通信与网络会议(ICOCN) - 中国黄山(2019.8.5-2019.8.8)] 2019年第18届国际光通信与网络会议(ICOCN) - 基于WO?薄膜马赫-曾德尔干涉仪的级联TCF氢气传感器
摘要: 基于级联TCF与WO3薄膜的氢气传感器被证实可用于监测氢气浓度。通过检测光谱偏移,该传感器在0.00%至1.32%的氢气浓度范围内展现出2.074444 dB/%的高灵敏度。
关键词: 马赫-曾德尔干涉仪(MZI)、氢气传感、热致变色纤维
更新于2025-09-16 10:30:52
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[IEEE 2019年传感器会议 - 加拿大魁北克省蒙特利尔(2019.10.27-2019.10.30)] 2019年IEEE传感器会议 - 用于高灵敏度氢气检测的皱褶碳纳米管薄膜加热器
摘要: 本文报道了皱褶多壁碳纳米管(CNT)薄膜加热器的制备、表征及其在氢气传感中的应用。我们通过简单的喷涂工艺和聚苯乙烯(PS)基底热收缩法制备了MWCNTs薄膜加热器。热收缩使碳纳米管形成紧密堆积结点的皱褶结构,从而在给定输入电压下实现更高加热温度。这种皱褶CNT加热器的高效加热特性有利于获得良好脱附特性的氢气传感性能。结果表明,较高工作温度可提升测量灵敏度。此外,我们分析了CNT加热器的加热性能和电阻温度系数(TCR)以实现精确控温。所提出的皱褶CNT加热器可应用于低压气体传感平台。
关键词: 气体传感器、氢气传感、多壁碳纳米管、薄膜加热器、焦耳热、基底收缩
更新于2025-09-16 10:30:52