平面型乙醇快速響應氣敏傳感器的制備

寧湫洋，李萬程

(吉林大學電子科學與工程學院，集成光電子學國家重點聯合實驗室，長春130012)

近年來，隨著酒駕、醉駕等違法行為的不斷激增，導致高靈敏度酒精測試儀的需求日益增多，如何提高氣敏傳感器對乙醇的檢測性能成為研究的首要目標.In2O3作為一種寬能帶、高導電率和化學穩定性的n 型金屬氧化物半導體材料已被用于制備氣敏傳感器［1］.InN 是一種直接帶隙半導體材料，室溫下的禁帶寬度約為0.65 eV［2］，隨著InN 和 InGaN 在光伏和光通信領域的應用日益廣泛［3］，除了在光電子器件領域表現出可觀的應用前景外［4］，在傳感器件方面也具有重要的應用價值.盡管InN 表面化學活性差，不能直接用于制作傳感器，但僅需對材料表面進行功能化處理，即可制作出高性能傳感器.這是由于從InN 表面至5 nm 深度范圍內有密度強大的電子積聚層和較高的電子遷移率，薄層電子濃度達 1013cm－2，形成自然的表面二維電子氣，遷移率可達 3280 cm2·V－1·s－1［5］.此外，InN 材料還具有最小的有效電子質量以及最大的表面電子容積率.當將InN 暴露于引起電荷變化的環境中時，極易引起其表面電荷的劇烈變化［6］，它是目前半導體材料中電學響應特性最好的材料之一.InN 表面的電荷積累使其對周圍的環境氣氛產生敏感度，從而使InN 作為制備高靈敏度氣敏傳感器的基底材料成為可能［7］.另一方面，InN 具有良好的導電性能，可以加快電導率，促進氣敏材料的電子運動［8］，使其與待測氣體迅速反應，引起電流的快速變化……