电阻式半导体气体传感器

电阻式半导体气体传感器

1、检测气体的方法包括电化学法、气相色谱法、红外吸收法、接触燃烧法、半导体气体传感器检测法、光纤法

半导体传感器包括电阻式气体传感器和非电阻式气体传感器

电阻式气体传感器是是利用其阻值变化来检测气体浓度；非电阻式气体传感器是利用一些物理效应也器件特性来检测气体

2、（1）电阻式半导体气体传感器敏感材料主要分为金属氧化物、复合材料和高分子材料三种，种类不同，其检测的气体不同

（2）气敏材料的敏感机理气体与敏感材料相互作用时电子之间的相互转移

（3）根据气敏材料与气体的相互作用分为表面电荷控制型和体原子价态控制型。

表满电荷控制型的工作原理：气敏原件在空气中工作，氧气是强氧化性气体，易在气敏材料表面发生吸附，产生O2-和O-离子，O-离子的活性很高，可以与吸附在器皿材料表面上的还

原性气体离子基团反应，产生的电子进入导带，引起气敏材料电阻变化。对于两性氧化物气敏材料，除了氧吸附外还存在氢氧根吸附。表面控制型理论实用于较难还原的氧化物以及有机半导体气敏材料,体控制理论则实用于诸如Fe3O4等非计量化学化合物类气敏材料,随着

新的气敏材料不断被发现,以上提及的理论将不足以解释所有气敏现象。

3、电阻式半导体气敏传感器的制作方法及改进措施

在制作方法上对传感器进行了优化设计，可以综合提高气体传感器的综合性能

（1）材料的制备方法

气相法主要包括蒸发- 凝聚法和化学气相沉积法、物理气相沉积；液相法是工业上和实验室广泛采用的制备微粒的方法，其主要包括沉淀法、水热法、溶胶- 凝胶法和微乳液法等；固相法是在高温或低温下直接利用固相反应合成材料的一种方法

（2）器件的制作

器件的外形设计从烧结型、厚模型向薄膜型、硅微结构型、多层型发展。

（3）改进电阻式半导体气体传感器的措施

改变材料本身：添加贵金属催化剂和开发新型的气敏材料，改变半导体气敏材料的电阻和敏感特性，改变材料的电导率；

设计新型的气体传感器：基于气体传感器的互补反馈和互补增强原理设计新型组合结构，提高传感器的稳定性和选择性；

气敏材料的超微粒化增大气敏元件的灵敏度；

借助仿生技术，模仿生物嗅觉机能,利用性能彼此重叠的多个化学传感器(简称气体传感器阵列) 和适当模式识别系统来模仿生物，利用仿生技术可以制作有效的识别简单和复杂气味的传感器。