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找技术 >低浓度毒性气体传感器—NO2气体传感器
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
低浓度NO2气体传感器属国家“九.五”重点科技攻关项目。该传感器利用电化学控制电位电解的基本原理,三电极酸性体系,将传感器的工作电极控制在一定电位下,NO2在工作电极上还原,NO2^+2H^++2e→NO+H2O,利用所产生的还原电流进行定量。选用金作为工作电极的催化剂,采用独特的胶体金催化剂制备工艺,金粒子小,催化活性高,提高了传感器的灵敏度。采用先进的电极制备及处理技术,提高了长期稳定性。选择适宜的控制电位降低了底电流和响应时间。排除了SO2的干扰,提高了选择性。设计了新型结构解决了漏液问题,延长了使用寿命。传感器性能达到了国际九十年代的先进水平,国内领先。NO2气体传感器的研制成功为我国环保监测,安全,军事,化工自动控制等重要领域提供了手段,解决了我国的急需,产生了较大的经济效益,社会效益,军事效益和环境效益。
一种基于宏观尺度ZnO单晶材料的气体传感器
成熟度:正在研发
技术类型:发明
应用行业:制造业
技术简介
技术投资分析:本发明涉及一种基于宏观尺度ZnO单晶材料的气体传感器,属于传感器制造的技术领域。包括:基底、金属电极层、传感导电体和外接电路,其中传感导电体为宏观尺度ZnO单晶材料,通过热蒸发法大规模生产的宏观尺度ZnO单晶材料,该材料由直径为60~800nm的ZnO纳米杆自然生长而成,将其用银浆粘在金属电极层上。技术的应用领域前景分析:本发明的制备方法简单易行,重复性好,原料容易得到,制备成本低廉,非常适于用来制备大量的ZnO气体传感器,有望在工业安全等领域获得重要应用。效益分析:本技术市场应用范围广,成本低,利润高,效益可观。厂房条件建议:无备注:无
氮化镓气体传感器
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
p 技术原理 气体传感器被应用于多种环境,在不断地更新换代中,半导体气体传感器由于其相对低廉的制造成本和优异的性能,被广泛关注。传统半导体气体传感器大多以硅作为基底,使得这些器件受到硅材料本身特性限制,如高温特性差、抗辐照能力差等。氮化镓气体传感器是基于传统氮化镓高电子迁移率晶体管(GaN HEMT)所制作的场效应气体传感器。它凭借氮化镓相对于硅的材料优势,以及GaN/AlGaN异质结产生的高电子迁移率,能实现硅基气体传感器所无法实现的高温气体传感器应用,填补了业界的空白。 技术先进性氮化镓(GaN)作为新一代半导体材料,通过GaN/AlGaN异质结产生的二维电子气(2DEG)实现源漏极的电子输运,可以很好的降低高温对其电学特性的影响。此外,功能性的栅极金属是氮化镓气体传感器的关键所在,通过待测气体与栅极金属表面的反应、降解,影响栅极附近的二维电子气浓度,从而可以灵敏地探测出电场变化,实现对气体的探测。相较于传统半导体气体探测器,氮化镓气体传感器凭借材料特性实现了以往不能实现的高温应用,为汽车、工厂、实验室、极端环境探测等多种行业的安全提供了保障。应用市场汽车尾气探测、实验室气体检测、工厂高温区气体探测、极端环境气体探测等。可探测气体:H2S,H2,NO2等。 img title="e:\k8008\qiuchengcai\桌面\成果图片\南科大成果图片\传感器\图片10.png" alt="e:\k8008\qiuchengcai\桌面\成果图片\南科大成果图片\传感器\图片10.png" src="https://ue-upload.1633.com/2020/0427/1120477793226.png"/ /p
超声辅助型高灵敏度氧化物气体传感器
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
p 一、 成果简介氧化物气体传感器具有成本低、环境适应性好、寿命长、响应恢复快、易规模化制造 以及易微型化与集成化等优点,因此相关行业正尝试利用改进型的氧化物传感器实现高灵 敏度气体传感,以便在低浓度气体传感领域,降低传感器的价格、改善其环境适应性、延 长其使用寿命并拓展其应用范围。本技术中的超声辅助型氧化物气体传感器利用超声分子 操控技术大幅度提高氧化物气体传感器的敏感度。我们的样机测试表明:与传统的氧化物 气体传感器相比,超声辅助型氧化物气体传感器的敏感度一般要高一个数量级。本技术提 供了一种低成本的提升氧化物气体传感器灵敏度并大幅度降低其检测下限的有效方法。二、 主要技术指标1.把已商业化的氧化物气体传感器(如MQ-6)的敏感度提高一个数量级以上。2.把已商业化的氧化物气体传感器(如MQ-6)的检测下限拓展到ppb级别。3.超声辅助型高灵敏度氧化物气体传感器的功耗控制1.25W以下。4.产品对VOCs、NOx、H2S、NH3和H2等各种还原性和氧化性气体均有效果。5.产品集成过程不产生有毒有害物质,绿色环保。 /p
精密自动配气与气体传感器标定系统
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
气体传感器是一种检测气体中的特定成份和浓度并转换成电信号的器件,已广泛应用于军事、化工、医学、交通、环保、安全、质检、防伪等领域,用来检测环境中各种低浓度的有毒、有害气体。高精度、自动化的精密配气系统和气体传感器标定系统是科技和工业界开发和使用气体传感器的重要基础性装备。技术创新:该系统主要由计算机及控制与标定软件、精密混合配气子系统、温湿度控制子系统、测量电路等部分组成,实现精密混合配气和对气体传感器性能的准确测试与标定。专利情况:已经投入某企业应用。相应知识产权正在申报中。应用领域:各类企业和实验室精密配气需要以及各类气体传感器标定或性能自动化测试,市场应用较广。技术指标:高精度地实现多种常见测试气体在常规和极端温度、湿度和测试浓度范围内的配气,配气精度<±1%、ppm级;可同时测试多支气体传感器所有技术参数;(3)实时采集、存储、显示气体传感器的动态响应信号、配气浓度信号等,提供报表打印等多种功能。市场前景:市场应用较广。合作方式:联合推广。
氧化物半导体微纳结构设计、功能调控及气体传感器构筑
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
传感器作为信息获取的手段,处于信息技术链条的最前端。氧化物半导体气体传感器是最重要的化学量传感器,一直是国际研究前沿与热点。氧化物半导体感知气体时,涉及表面反应与载流子授受、载流子在多晶体中的传输以及敏感体利用效率等复杂物理化学过程,髙度依赖于材料组成、尺寸、微纳结构和表界面状态。存在的主要难题是:(1)大尺寸材料难以提升灵敏度;(2)单一氧化物半导体增感效果严重受限;(3)本质安全传感器的设计原理尚未突破。该项目针对上述挑战,在国家重大重点项目的持续支持下,聚焦氧化物半导体的尺度、微纳结构、微纳空间、组分和结合形态以及活化方法与传感功能的关系,开展深入系统研究,取得如下重要发现:1.发现了氧化物半导体纳米尺寸、微纳结构和空间的增感效应,建立了调控尺寸、维度、组装形态和微纳空间的增感策略。发现了氧化物半导体在一定尺度范围内,灵敏度随晶粒直径减小而单调增大的尺寸增感效应,为构建纳米传感器寻找到科学依据;构筑了由不同结构单元组装的新颖分等级结构,明晰了高活性表面、髙效载流子通路和高度通透结构的协同作用是提升灵敏度的主要原因;提出了利用纳米空间的高效识别能力提高灵敏度和选择性的新方法。2.提出了氧化物半导体纳米结构原位复合、掺杂和表面修饰的传感功能调控方法。提出了利用微纳异质接触实现增感的思想,构建了氧化物半导体间、氧化物半导体与石墨烯、贵金属间的微纳异质接触,显著增强了传感功能;发展了原位掺杂的增感方法,调控缺陷形态、载流子浓度、表面氧空位密度、氧化活性和酸碱度;提出了表面修饰增感方法,提升了识别能力和转换功能。所建立的第二组分介入增感策略,丰富了半导体氧化物传感功能调控方法与技术。3.提出了紫外光活化氧化物半导体的新机理,构建了本质安全的新型室温气体传感器。氧化物半导体一般通过加热活化,但是热活化方式不仅功耗高,而且容易引爆气体,是一种非本质安全活化方法。该项目提出用紫外光代替加热活化氧化物半导体的思想,构建了由光催化剂和氧化物半导体组成的光增感材料体系,利用中空结构的“光阱效应”和背反射器件结构提高光利用效率,成功研制出紫外光增强型室温传感器,为构建本质安全传感器提供了新原理。该项目成果发表SCI检索论文207篇,包括中科院1区论文106篇、传感器领域国际顶级期刊Sens.Actuators B论文82篇。8篇代表性论文Chem.Rev.(IF=52.613)、Energy Environ.Sci.(IF=30.067)、Adv.Mater.(IF=21.96)等等高水平期刊SCI他引1266次,单篇最高SCI他引453次,其中4篇曾入选ESI高被引论文,1篇曾入选ESI热点论文。主要成果分获2013、2017年吉林省科学技术奖一等奖(自然科学奖)。该项目培育教育部创新团队1个,并获得滚动资助,省部级重点实验室2个;培养国家杰出青年科学基金获得者1人、优秀青年科学基金获得者1人、百篇优博指导教师1人;培养百篇优博1人、百篇优博提名1人、中国电子学会优秀学位论文获得者3人。
铜镍金属氧化物异质结纳米结构气体传感器设计与关键技术研究
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
项目所属科学技术领域:该项目研制的气敏传感器可应用于CO气体、瓦斯气体、煤气、Hsub2/sub这S气体、还原性有害有机气体以及酒精等气体检测。项目属于电子信息领域,涉及半导体材料、半导体技术、敏感电子学、信号检测等领域。主要技术内容:将气体种类及与浓度有关的信息转换成电信号,根据电信号的强弱获得与待测气体在环境中的存在情况有关的信息,进而通过接口电路与计算机组成自动检测、控制和报警系统进行检测、监控、报警。授权专利情况:获得已授权发明专利一项(ZL20141033779.1)。技术经济指标:灵敏度高,选择性较好;检测浓度下极限低(100ppm);简化了制造工艺,对制造环境的要求不高;产品成本低;CuO基(In doped CuO、CuO/NiOx、ZnO-CuO、CQDs-TiOsub2/sub/CuO)传感器工作温度与功耗低;对湿度不敏感,性能稳定。应用推广及效益:该产品关键技术在天水天嘉电子有限公司、天水天光半导体有限责任公司、甘肃省科学院传感技术研究所、天水华天传感器公司、兰州海红技术股份有限公司、天水华洋电子科技股份有限公司、甘肃赛智信息技术有限公司相关传感器件、模块及系统上应用,效果良好,性能均有明显改善。近三年(2017、2018、2019)为企业新增销售额5572.3万元、新增利润1285.27万元、新增税收321.48万元。
石墨烯基氧化锌纳米复合材料气体传感器研究
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
由于ZnO具有稳定的化学稳定性能,灵敏度较高的有毒、可燃气体感知性,在传感器领域有很大的应用价值。而其多样的形貌特征,可以使其具有较大的比表面积;多种掺杂形式以及化学改性,可以提高传感器的选择性、灵敏度。而Graphene所具有的电学、力学特性,以及与ZnO同样较大的比表面积,能够进一步提升ZnO基传感器的灵敏度。本项目在衬底上使用化学气相沉积法(CVD)直接生长Graphene薄膜,再使用磁控溅射法继续生长ZnO薄膜,制备出将Graphene作为ZnO与衬底材料之间的缓冲层材料为目标的纳米复合材料,并开展了光学和气敏传感性能的研究。随后,以此为基础,使用水(溶剂)热法在ZnO/Graphene复合薄膜上进一步生长ZnO/Graphene纳米棒阵列,进行了场发射和气敏传感性能的研究。最后,在此基础上,进行金属离子掺杂,开展了进一步提高复合材料的场发射和气敏传感性能的研究。除此,本项目还研发了氧化锌和氧化铜纳米材料气敏传感器,测试了其气敏性能。 (1)化学气相沉积法(CVD)制备Graphene薄膜:以铜片(Cu)作为催化衬底,使用CVD法,进行正交实验。经过对得到的Graphene薄膜样品Raman测试结果进行极差分析后,改进制备工艺。在CH4流量:10 sccm,CH4和H2的流量比:1/10,温度:1000 ℃,通气时间:5 min的参数条件下,可控制备出大面积、高结晶质量、低缺陷密度的少层Graphene薄膜 (2)磁控溅射法制备ZnO和ZnO/Graphene复合薄膜:采用磁控溅射法以相同工艺分别在Cu衬底及沉积有Graphene作为缓冲层的Cu衬底上制备ZnO/Graphene复合薄膜,进行单因素实验。通过对结构、形貌、沉积速率、沉积机理和化学成键的结果表征、对比、分析后,证明了用Graphene作为缓冲层可以提高ZnO薄膜结晶质量。在衬底温度:30 ℃,功率:350 W,工作气压:6.5 Pa,Ar和O2流量比:40/10 sccm,退火温度:500 ℃的工艺条件下,可控制备出结晶质量相对较好的ZnO/Graphene复合薄膜 (3)水热法制备ZnO/Graphene纳米棒阵列及光电性能:在ZnO/Graphene复合薄膜上采用水热法,进行单因素实验。通过结构、形貌、光电性能的结果表征、分析后,在反应温度:100 ℃,OH-和Zn2+浓度比:22,Zn2+浓度:0.02 mol/L,反应时间为:180 min的参数条件下,可控制备出结晶质量优良的ZnO/Graphene纳米棒阵列。并根据XPS表征分析,研究其生长机理,进一步确定了在有Graphene作为缓冲层的情况下,ZnO/Graphene纳米棒阵列的场发射性能得到提高,开启电场:1.93 V/ m,场增强因子:9540 (4)掺杂的ZnO/Graphene纳米棒阵列及光电性能:分别选取Al、Cu、Ba等金属元素,并按照0 %、2 %、4 %、6 %、8 %的浓度对ZnO/Graphene纳米棒阵列进行掺杂。通过对掺杂后的ZnO/Graphene纳米棒阵列进行XRD、EDS、SEM、XPS、PL测试和表征,最终分析了Al:6 %、Cu:4 %、Ba:2 %掺杂的ZnO/Graphene纳米棒阵列的场发射性能。当掺杂浓度为Al:6 %时,开启电场:1.51 V/ m,场增强因子:11264;Cu:4 %时,开启电场:1.80 V/ m,场增强因子:10076;Ba:2 %时,开启电场:2.68V/ m,场增强因子:6973,且掺杂Al:6 %时的场发射性能优于掺杂Cu、Ba的样品 (5)论文采用水热法实验研究了CuO 纳米球材料的制备工艺,研究了反应温度、反应时间对 CuO纳米球 结构和性能的影响,以及不同剂量表面活性剂(PEG)对CuO 纳米球材料的结构、形貌的影响。讨论了不同结构、形貌的 CuO 纳米球气敏传感器关于 NO2气体的气敏性的差异。。当NO2气体浓度的浓度为10 ppm时,CuO纳米花材料气敏传感器的气敏响应度为45.5%,气敏响应时间为6 s,恢复时间为9 s。
高性能气体传感器原理、材料和可靠性研究
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
该项目系统地研究了高性能气体传感器的原理和材料,并针对气体传感器进行了可靠性的研究。提出了“气体传感器的互补反馈和互补增强原理”和组合气体传感器,在理论上给出了证明;用不同的材料和气体传感器结构的组合,获得了具有高选择性和高灵敏度的气体传感器;在国内外首次进行了气体传感器失效分布试验研究,以及气体传感器可靠性评价的研究;对传统气体敏感材料进行掺杂改性或热处理,研制出了性能优良的气体传感器。
基于场效应晶体管结构的气体传感器及其制备方法
成熟度:正在研发
技术类型:发明
应用行业:信息传输、软件和信息技术服务业
技术简介
本发明公开了一种基于场效应晶体管结构的气体传感器及其制备方法。该气体传感器包括基底层、栅绝缘层、有源层、源电极和漏电极,所述栅绝缘层与有源层连接,栅绝缘层与有源层设置于基底层之间,栅电极、源电极和漏电极分别设置于基底层上,所述栅绝缘层由具有微结构的绝缘材料组成;所述具有微结构的绝缘材料为氧化物或绝缘聚合物。本发明通过在绝缘材料上构造微结构而制备栅绝缘层,当往上述微结构的栅绝缘层里通入气体时,栅绝缘层的电容发生变化,进而引起场效应晶体管性能的改变,从而达到气体检测的目的。本发明的气体传感器检测范围广,可实现多种气体的检测。得到的气体传感器的体积小,可以减小检测器件的体积和成本,有较好的应用前景。
找到63项技术成果数据。
找技术 >低浓度毒性气体传感器—NO2气体传感器
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
低浓度NO2气体传感器属国家“九.五”重点科技攻关项目。该传感器利用电化学控制电位电解的基本原理,三电极酸性体系,将传感器的工作电极控制在一定电位下,NO2在工作电极上还原,NO2^+2H^++2e→NO+H2O,利用所产生的还原电流进行定量。选用金作为工作电极的催化剂,采用独特的胶体金催化剂制备工艺,金粒子小,催化活性高,提高了传感器的灵敏度。采用先进的电极制备及处理技术,提高了长期稳定性。选择适宜的控制电位降低了底电流和响应时间。排除了SO2的干扰,提高了选择性。设计了新型结构解决了漏液问题,延长了使用寿命。传感器性能达到了国际九十年代的先进水平,国内领先。NO2气体传感器的研制成功为我国环保监测,安全,军事,化工自动控制等重要领域提供了手段,解决了我国的急需,产生了较大的经济效益,社会效益,军事效益和环境效益。
一种基于宏观尺度ZnO单晶材料的气体传感器
成熟度:正在研发
技术类型:发明
应用行业:制造业
技术简介
技术投资分析:本发明涉及一种基于宏观尺度ZnO单晶材料的气体传感器,属于传感器制造的技术领域。包括:基底、金属电极层、传感导电体和外接电路,其中传感导电体为宏观尺度ZnO单晶材料,通过热蒸发法大规模生产的宏观尺度ZnO单晶材料,该材料由直径为60~800nm的ZnO纳米杆自然生长而成,将其用银浆粘在金属电极层上。技术的应用领域前景分析:本发明的制备方法简单易行,重复性好,原料容易得到,制备成本低廉,非常适于用来制备大量的ZnO气体传感器,有望在工业安全等领域获得重要应用。效益分析:本技术市场应用范围广,成本低,利润高,效益可观。厂房条件建议:无备注:无
氮化镓气体传感器
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
p 技术原理 气体传感器被应用于多种环境,在不断地更新换代中,半导体气体传感器由于其相对低廉的制造成本和优异的性能,被广泛关注。传统半导体气体传感器大多以硅作为基底,使得这些器件受到硅材料本身特性限制,如高温特性差、抗辐照能力差等。氮化镓气体传感器是基于传统氮化镓高电子迁移率晶体管(GaN HEMT)所制作的场效应气体传感器。它凭借氮化镓相对于硅的材料优势,以及GaN/AlGaN异质结产生的高电子迁移率,能实现硅基气体传感器所无法实现的高温气体传感器应用,填补了业界的空白。 技术先进性氮化镓(GaN)作为新一代半导体材料,通过GaN/AlGaN异质结产生的二维电子气(2DEG)实现源漏极的电子输运,可以很好的降低高温对其电学特性的影响。此外,功能性的栅极金属是氮化镓气体传感器的关键所在,通过待测气体与栅极金属表面的反应、降解,影响栅极附近的二维电子气浓度,从而可以灵敏地探测出电场变化,实现对气体的探测。相较于传统半导体气体探测器,氮化镓气体传感器凭借材料特性实现了以往不能实现的高温应用,为汽车、工厂、实验室、极端环境探测等多种行业的安全提供了保障。应用市场汽车尾气探测、实验室气体检测、工厂高温区气体探测、极端环境气体探测等。可探测气体:H2S,H2,NO2等。 img title="e:\k8008\qiuchengcai\桌面\成果图片\南科大成果图片\传感器\图片10.png" alt="e:\k8008\qiuchengcai\桌面\成果图片\南科大成果图片\传感器\图片10.png" src="https://ue-upload.1633.com/2020/0427/1120477793226.png"/ /p
超声辅助型高灵敏度氧化物气体传感器
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
p 一、 成果简介氧化物气体传感器具有成本低、环境适应性好、寿命长、响应恢复快、易规模化制造 以及易微型化与集成化等优点,因此相关行业正尝试利用改进型的氧化物传感器实现高灵 敏度气体传感,以便在低浓度气体传感领域,降低传感器的价格、改善其环境适应性、延 长其使用寿命并拓展其应用范围。本技术中的超声辅助型氧化物气体传感器利用超声分子 操控技术大幅度提高氧化物气体传感器的敏感度。我们的样机测试表明:与传统的氧化物 气体传感器相比,超声辅助型氧化物气体传感器的敏感度一般要高一个数量级。本技术提 供了一种低成本的提升氧化物气体传感器灵敏度并大幅度降低其检测下限的有效方法。二、 主要技术指标1.把已商业化的氧化物气体传感器(如MQ-6)的敏感度提高一个数量级以上。2.把已商业化的氧化物气体传感器(如MQ-6)的检测下限拓展到ppb级别。3.超声辅助型高灵敏度氧化物气体传感器的功耗控制1.25W以下。4.产品对VOCs、NOx、H2S、NH3和H2等各种还原性和氧化性气体均有效果。5.产品集成过程不产生有毒有害物质,绿色环保。 /p
精密自动配气与气体传感器标定系统
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
气体传感器是一种检测气体中的特定成份和浓度并转换成电信号的器件,已广泛应用于军事、化工、医学、交通、环保、安全、质检、防伪等领域,用来检测环境中各种低浓度的有毒、有害气体。高精度、自动化的精密配气系统和气体传感器标定系统是科技和工业界开发和使用气体传感器的重要基础性装备。技术创新:该系统主要由计算机及控制与标定软件、精密混合配气子系统、温湿度控制子系统、测量电路等部分组成,实现精密混合配气和对气体传感器性能的准确测试与标定。专利情况:已经投入某企业应用。相应知识产权正在申报中。应用领域:各类企业和实验室精密配气需要以及各类气体传感器标定或性能自动化测试,市场应用较广。技术指标:高精度地实现多种常见测试气体在常规和极端温度、湿度和测试浓度范围内的配气,配气精度<±1%、ppm级;可同时测试多支气体传感器所有技术参数;(3)实时采集、存储、显示气体传感器的动态响应信号、配气浓度信号等,提供报表打印等多种功能。市场前景:市场应用较广。合作方式:联合推广。
氧化物半导体微纳结构设计、功能调控及气体传感器构筑
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
传感器作为信息获取的手段,处于信息技术链条的最前端。氧化物半导体气体传感器是最重要的化学量传感器,一直是国际研究前沿与热点。氧化物半导体感知气体时,涉及表面反应与载流子授受、载流子在多晶体中的传输以及敏感体利用效率等复杂物理化学过程,髙度依赖于材料组成、尺寸、微纳结构和表界面状态。存在的主要难题是:(1)大尺寸材料难以提升灵敏度;(2)单一氧化物半导体增感效果严重受限;(3)本质安全传感器的设计原理尚未突破。该项目针对上述挑战,在国家重大重点项目的持续支持下,聚焦氧化物半导体的尺度、微纳结构、微纳空间、组分和结合形态以及活化方法与传感功能的关系,开展深入系统研究,取得如下重要发现:1.发现了氧化物半导体纳米尺寸、微纳结构和空间的增感效应,建立了调控尺寸、维度、组装形态和微纳空间的增感策略。发现了氧化物半导体在一定尺度范围内,灵敏度随晶粒直径减小而单调增大的尺寸增感效应,为构建纳米传感器寻找到科学依据;构筑了由不同结构单元组装的新颖分等级结构,明晰了高活性表面、髙效载流子通路和高度通透结构的协同作用是提升灵敏度的主要原因;提出了利用纳米空间的高效识别能力提高灵敏度和选择性的新方法。2.提出了氧化物半导体纳米结构原位复合、掺杂和表面修饰的传感功能调控方法。提出了利用微纳异质接触实现增感的思想,构建了氧化物半导体间、氧化物半导体与石墨烯、贵金属间的微纳异质接触,显著增强了传感功能;发展了原位掺杂的增感方法,调控缺陷形态、载流子浓度、表面氧空位密度、氧化活性和酸碱度;提出了表面修饰增感方法,提升了识别能力和转换功能。所建立的第二组分介入增感策略,丰富了半导体氧化物传感功能调控方法与技术。3.提出了紫外光活化氧化物半导体的新机理,构建了本质安全的新型室温气体传感器。氧化物半导体一般通过加热活化,但是热活化方式不仅功耗高,而且容易引爆气体,是一种非本质安全活化方法。该项目提出用紫外光代替加热活化氧化物半导体的思想,构建了由光催化剂和氧化物半导体组成的光增感材料体系,利用中空结构的“光阱效应”和背反射器件结构提高光利用效率,成功研制出紫外光增强型室温传感器,为构建本质安全传感器提供了新原理。该项目成果发表SCI检索论文207篇,包括中科院1区论文106篇、传感器领域国际顶级期刊Sens.Actuators B论文82篇。8篇代表性论文Chem.Rev.(IF=52.613)、Energy Environ.Sci.(IF=30.067)、Adv.Mater.(IF=21.96)等等高水平期刊SCI他引1266次,单篇最高SCI他引453次,其中4篇曾入选ESI高被引论文,1篇曾入选ESI热点论文。主要成果分获2013、2017年吉林省科学技术奖一等奖(自然科学奖)。该项目培育教育部创新团队1个,并获得滚动资助,省部级重点实验室2个;培养国家杰出青年科学基金获得者1人、优秀青年科学基金获得者1人、百篇优博指导教师1人;培养百篇优博1人、百篇优博提名1人、中国电子学会优秀学位论文获得者3人。
铜镍金属氧化物异质结纳米结构气体传感器设计与关键技术研究
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
项目所属科学技术领域:该项目研制的气敏传感器可应用于CO气体、瓦斯气体、煤气、Hsub2/sub这S气体、还原性有害有机气体以及酒精等气体检测。项目属于电子信息领域,涉及半导体材料、半导体技术、敏感电子学、信号检测等领域。主要技术内容:将气体种类及与浓度有关的信息转换成电信号,根据电信号的强弱获得与待测气体在环境中的存在情况有关的信息,进而通过接口电路与计算机组成自动检测、控制和报警系统进行检测、监控、报警。授权专利情况:获得已授权发明专利一项(ZL20141033779.1)。技术经济指标:灵敏度高,选择性较好;检测浓度下极限低(100ppm);简化了制造工艺,对制造环境的要求不高;产品成本低;CuO基(In doped CuO、CuO/NiOx、ZnO-CuO、CQDs-TiOsub2/sub/CuO)传感器工作温度与功耗低;对湿度不敏感,性能稳定。应用推广及效益:该产品关键技术在天水天嘉电子有限公司、天水天光半导体有限责任公司、甘肃省科学院传感技术研究所、天水华天传感器公司、兰州海红技术股份有限公司、天水华洋电子科技股份有限公司、甘肃赛智信息技术有限公司相关传感器件、模块及系统上应用,效果良好,性能均有明显改善。近三年(2017、2018、2019)为企业新增销售额5572.3万元、新增利润1285.27万元、新增税收321.48万元。
石墨烯基氧化锌纳米复合材料气体传感器研究
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
由于ZnO具有稳定的化学稳定性能,灵敏度较高的有毒、可燃气体感知性,在传感器领域有很大的应用价值。而其多样的形貌特征,可以使其具有较大的比表面积;多种掺杂形式以及化学改性,可以提高传感器的选择性、灵敏度。而Graphene所具有的电学、力学特性,以及与ZnO同样较大的比表面积,能够进一步提升ZnO基传感器的灵敏度。本项目在衬底上使用化学气相沉积法(CVD)直接生长Graphene薄膜,再使用磁控溅射法继续生长ZnO薄膜,制备出将Graphene作为ZnO与衬底材料之间的缓冲层材料为目标的纳米复合材料,并开展了光学和气敏传感性能的研究。随后,以此为基础,使用水(溶剂)热法在ZnO/Graphene复合薄膜上进一步生长ZnO/Graphene纳米棒阵列,进行了场发射和气敏传感性能的研究。最后,在此基础上,进行金属离子掺杂,开展了进一步提高复合材料的场发射和气敏传感性能的研究。除此,本项目还研发了氧化锌和氧化铜纳米材料气敏传感器,测试了其气敏性能。 (1)化学气相沉积法(CVD)制备Graphene薄膜:以铜片(Cu)作为催化衬底,使用CVD法,进行正交实验。经过对得到的Graphene薄膜样品Raman测试结果进行极差分析后,改进制备工艺。在CH4流量:10 sccm,CH4和H2的流量比:1/10,温度:1000 ℃,通气时间:5 min的参数条件下,可控制备出大面积、高结晶质量、低缺陷密度的少层Graphene薄膜 (2)磁控溅射法制备ZnO和ZnO/Graphene复合薄膜:采用磁控溅射法以相同工艺分别在Cu衬底及沉积有Graphene作为缓冲层的Cu衬底上制备ZnO/Graphene复合薄膜,进行单因素实验。通过对结构、形貌、沉积速率、沉积机理和化学成键的结果表征、对比、分析后,证明了用Graphene作为缓冲层可以提高ZnO薄膜结晶质量。在衬底温度:30 ℃,功率:350 W,工作气压:6.5 Pa,Ar和O2流量比:40/10 sccm,退火温度:500 ℃的工艺条件下,可控制备出结晶质量相对较好的ZnO/Graphene复合薄膜 (3)水热法制备ZnO/Graphene纳米棒阵列及光电性能:在ZnO/Graphene复合薄膜上采用水热法,进行单因素实验。通过结构、形貌、光电性能的结果表征、分析后,在反应温度:100 ℃,OH-和Zn2+浓度比:22,Zn2+浓度:0.02 mol/L,反应时间为:180 min的参数条件下,可控制备出结晶质量优良的ZnO/Graphene纳米棒阵列。并根据XPS表征分析,研究其生长机理,进一步确定了在有Graphene作为缓冲层的情况下,ZnO/Graphene纳米棒阵列的场发射性能得到提高,开启电场:1.93 V/ m,场增强因子:9540 (4)掺杂的ZnO/Graphene纳米棒阵列及光电性能:分别选取Al、Cu、Ba等金属元素,并按照0 %、2 %、4 %、6 %、8 %的浓度对ZnO/Graphene纳米棒阵列进行掺杂。通过对掺杂后的ZnO/Graphene纳米棒阵列进行XRD、EDS、SEM、XPS、PL测试和表征,最终分析了Al:6 %、Cu:4 %、Ba:2 %掺杂的ZnO/Graphene纳米棒阵列的场发射性能。当掺杂浓度为Al:6 %时,开启电场:1.51 V/ m,场增强因子:11264;Cu:4 %时,开启电场:1.80 V/ m,场增强因子:10076;Ba:2 %时,开启电场:2.68V/ m,场增强因子:6973,且掺杂Al:6 %时的场发射性能优于掺杂Cu、Ba的样品 (5)论文采用水热法实验研究了CuO 纳米球材料的制备工艺,研究了反应温度、反应时间对 CuO纳米球 结构和性能的影响,以及不同剂量表面活性剂(PEG)对CuO 纳米球材料的结构、形貌的影响。讨论了不同结构、形貌的 CuO 纳米球气敏传感器关于 NO2气体的气敏性的差异。。当NO2气体浓度的浓度为10 ppm时,CuO纳米花材料气敏传感器的气敏响应度为45.5%,气敏响应时间为6 s,恢复时间为9 s。
高性能气体传感器原理、材料和可靠性研究
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
该项目系统地研究了高性能气体传感器的原理和材料,并针对气体传感器进行了可靠性的研究。提出了“气体传感器的互补反馈和互补增强原理”和组合气体传感器,在理论上给出了证明;用不同的材料和气体传感器结构的组合,获得了具有高选择性和高灵敏度的气体传感器;在国内外首次进行了气体传感器失效分布试验研究,以及气体传感器可靠性评价的研究;对传统气体敏感材料进行掺杂改性或热处理,研制出了性能优良的气体传感器。
基于场效应晶体管结构的气体传感器及其制备方法
成熟度:正在研发
技术类型:发明
应用行业:信息传输、软件和信息技术服务业
技术简介
本发明公开了一种基于场效应晶体管结构的气体传感器及其制备方法。该气体传感器包括基底层、栅绝缘层、有源层、源电极和漏电极,所述栅绝缘层与有源层连接,栅绝缘层与有源层设置于基底层之间,栅电极、源电极和漏电极分别设置于基底层上,所述栅绝缘层由具有微结构的绝缘材料组成;所述具有微结构的绝缘材料为氧化物或绝缘聚合物。本发明通过在绝缘材料上构造微结构而制备栅绝缘层,当往上述微结构的栅绝缘层里通入气体时,栅绝缘层的电容发生变化,进而引起场效应晶体管性能的改变,从而达到气体检测的目的。本发明的气体传感器检测范围广,可实现多种气体的检测。得到的气体传感器的体积小,可以减小检测器件的体积和成本,有较好的应用前景。
找到63项技术成果数据。
找技术 >低浓度毒性气体传感器—NO2气体传感器
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
低浓度NO2气体传感器属国家“九.五”重点科技攻关项目。该传感器利用电化学控制电位电解的基本原理,三电极酸性体系,将传感器的工作电极控制在一定电位下,NO2在工作电极上还原,NO2^+2H^++2e→NO+H2O,利用所产生的还原电流进行定量。选用金作为工作电极的催化剂,采用独特的胶体金催化剂制备工艺,金粒子小,催化活性高,提高了传感器的灵敏度。采用先进的电极制备及处理技术,提高了长期稳定性。选择适宜的控制电位降低了底电流和响应时间。排除了SO2的干扰,提高了选择性。设计了新型结构解决了漏液问题,延长了使用寿命。传感器性能达到了国际九十年代的先进水平,国内领先。NO2气体传感器的研制成功为我国环保监测,安全,军事,化工自动控制等重要领域提供了手段,解决了我国的急需,产生了较大的经济效益,社会效益,军事效益和环境效益。
一种基于宏观尺度ZnO单晶材料的气体传感器
成熟度:正在研发
技术类型:发明
应用行业:制造业
技术简介
技术投资分析:本发明涉及一种基于宏观尺度ZnO单晶材料的气体传感器,属于传感器制造的技术领域。包括:基底、金属电极层、传感导电体和外接电路,其中传感导电体为宏观尺度ZnO单晶材料,通过热蒸发法大规模生产的宏观尺度ZnO单晶材料,该材料由直径为60~800nm的ZnO纳米杆自然生长而成,将其用银浆粘在金属电极层上。技术的应用领域前景分析:本发明的制备方法简单易行,重复性好,原料容易得到,制备成本低廉,非常适于用来制备大量的ZnO气体传感器,有望在工业安全等领域获得重要应用。效益分析:本技术市场应用范围广,成本低,利润高,效益可观。厂房条件建议:无备注:无
氮化镓气体传感器
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
p 技术原理 气体传感器被应用于多种环境,在不断地更新换代中,半导体气体传感器由于其相对低廉的制造成本和优异的性能,被广泛关注。传统半导体气体传感器大多以硅作为基底,使得这些器件受到硅材料本身特性限制,如高温特性差、抗辐照能力差等。氮化镓气体传感器是基于传统氮化镓高电子迁移率晶体管(GaN HEMT)所制作的场效应气体传感器。它凭借氮化镓相对于硅的材料优势,以及GaN/AlGaN异质结产生的高电子迁移率,能实现硅基气体传感器所无法实现的高温气体传感器应用,填补了业界的空白。 技术先进性氮化镓(GaN)作为新一代半导体材料,通过GaN/AlGaN异质结产生的二维电子气(2DEG)实现源漏极的电子输运,可以很好的降低高温对其电学特性的影响。此外,功能性的栅极金属是氮化镓气体传感器的关键所在,通过待测气体与栅极金属表面的反应、降解,影响栅极附近的二维电子气浓度,从而可以灵敏地探测出电场变化,实现对气体的探测。相较于传统半导体气体探测器,氮化镓气体传感器凭借材料特性实现了以往不能实现的高温应用,为汽车、工厂、实验室、极端环境探测等多种行业的安全提供了保障。应用市场汽车尾气探测、实验室气体检测、工厂高温区气体探测、极端环境气体探测等。可探测气体:H2S,H2,NO2等。 img title="e:\k8008\qiuchengcai\桌面\成果图片\南科大成果图片\传感器\图片10.png" alt="e:\k8008\qiuchengcai\桌面\成果图片\南科大成果图片\传感器\图片10.png" src="https://ue-upload.1633.com/2020/0427/1120477793226.png"/ /p
超声辅助型高灵敏度氧化物气体传感器
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
p 一、 成果简介氧化物气体传感器具有成本低、环境适应性好、寿命长、响应恢复快、易规模化制造 以及易微型化与集成化等优点,因此相关行业正尝试利用改进型的氧化物传感器实现高灵 敏度气体传感,以便在低浓度气体传感领域,降低传感器的价格、改善其环境适应性、延 长其使用寿命并拓展其应用范围。本技术中的超声辅助型氧化物气体传感器利用超声分子 操控技术大幅度提高氧化物气体传感器的敏感度。我们的样机测试表明:与传统的氧化物 气体传感器相比,超声辅助型氧化物气体传感器的敏感度一般要高一个数量级。本技术提 供了一种低成本的提升氧化物气体传感器灵敏度并大幅度降低其检测下限的有效方法。二、 主要技术指标1.把已商业化的氧化物气体传感器(如MQ-6)的敏感度提高一个数量级以上。2.把已商业化的氧化物气体传感器(如MQ-6)的检测下限拓展到ppb级别。3.超声辅助型高灵敏度氧化物气体传感器的功耗控制1.25W以下。4.产品对VOCs、NOx、H2S、NH3和H2等各种还原性和氧化性气体均有效果。5.产品集成过程不产生有毒有害物质,绿色环保。 /p
精密自动配气与气体传感器标定系统
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
气体传感器是一种检测气体中的特定成份和浓度并转换成电信号的器件,已广泛应用于军事、化工、医学、交通、环保、安全、质检、防伪等领域,用来检测环境中各种低浓度的有毒、有害气体。高精度、自动化的精密配气系统和气体传感器标定系统是科技和工业界开发和使用气体传感器的重要基础性装备。技术创新:该系统主要由计算机及控制与标定软件、精密混合配气子系统、温湿度控制子系统、测量电路等部分组成,实现精密混合配气和对气体传感器性能的准确测试与标定。专利情况:已经投入某企业应用。相应知识产权正在申报中。应用领域:各类企业和实验室精密配气需要以及各类气体传感器标定或性能自动化测试,市场应用较广。技术指标:高精度地实现多种常见测试气体在常规和极端温度、湿度和测试浓度范围内的配气,配气精度<±1%、ppm级;可同时测试多支气体传感器所有技术参数;(3)实时采集、存储、显示气体传感器的动态响应信号、配气浓度信号等,提供报表打印等多种功能。市场前景:市场应用较广。合作方式:联合推广。
氧化物半导体微纳结构设计、功能调控及气体传感器构筑
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
传感器作为信息获取的手段,处于信息技术链条的最前端。氧化物半导体气体传感器是最重要的化学量传感器,一直是国际研究前沿与热点。氧化物半导体感知气体时,涉及表面反应与载流子授受、载流子在多晶体中的传输以及敏感体利用效率等复杂物理化学过程,髙度依赖于材料组成、尺寸、微纳结构和表界面状态。存在的主要难题是:(1)大尺寸材料难以提升灵敏度;(2)单一氧化物半导体增感效果严重受限;(3)本质安全传感器的设计原理尚未突破。该项目针对上述挑战,在国家重大重点项目的持续支持下,聚焦氧化物半导体的尺度、微纳结构、微纳空间、组分和结合形态以及活化方法与传感功能的关系,开展深入系统研究,取得如下重要发现:1.发现了氧化物半导体纳米尺寸、微纳结构和空间的增感效应,建立了调控尺寸、维度、组装形态和微纳空间的增感策略。发现了氧化物半导体在一定尺度范围内,灵敏度随晶粒直径减小而单调增大的尺寸增感效应,为构建纳米传感器寻找到科学依据;构筑了由不同结构单元组装的新颖分等级结构,明晰了高活性表面、髙效载流子通路和高度通透结构的协同作用是提升灵敏度的主要原因;提出了利用纳米空间的高效识别能力提高灵敏度和选择性的新方法。2.提出了氧化物半导体纳米结构原位复合、掺杂和表面修饰的传感功能调控方法。提出了利用微纳异质接触实现增感的思想,构建了氧化物半导体间、氧化物半导体与石墨烯、贵金属间的微纳异质接触,显著增强了传感功能;发展了原位掺杂的增感方法,调控缺陷形态、载流子浓度、表面氧空位密度、氧化活性和酸碱度;提出了表面修饰增感方法,提升了识别能力和转换功能。所建立的第二组分介入增感策略,丰富了半导体氧化物传感功能调控方法与技术。3.提出了紫外光活化氧化物半导体的新机理,构建了本质安全的新型室温气体传感器。氧化物半导体一般通过加热活化,但是热活化方式不仅功耗高,而且容易引爆气体,是一种非本质安全活化方法。该项目提出用紫外光代替加热活化氧化物半导体的思想,构建了由光催化剂和氧化物半导体组成的光增感材料体系,利用中空结构的“光阱效应”和背反射器件结构提高光利用效率,成功研制出紫外光增强型室温传感器,为构建本质安全传感器提供了新原理。该项目成果发表SCI检索论文207篇,包括中科院1区论文106篇、传感器领域国际顶级期刊Sens.Actuators B论文82篇。8篇代表性论文Chem.Rev.(IF=52.613)、Energy Environ.Sci.(IF=30.067)、Adv.Mater.(IF=21.96)等等高水平期刊SCI他引1266次,单篇最高SCI他引453次,其中4篇曾入选ESI高被引论文,1篇曾入选ESI热点论文。主要成果分获2013、2017年吉林省科学技术奖一等奖(自然科学奖)。该项目培育教育部创新团队1个,并获得滚动资助,省部级重点实验室2个;培养国家杰出青年科学基金获得者1人、优秀青年科学基金获得者1人、百篇优博指导教师1人;培养百篇优博1人、百篇优博提名1人、中国电子学会优秀学位论文获得者3人。
铜镍金属氧化物异质结纳米结构气体传感器设计与关键技术研究
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
项目所属科学技术领域:该项目研制的气敏传感器可应用于CO气体、瓦斯气体、煤气、Hsub2/sub这S气体、还原性有害有机气体以及酒精等气体检测。项目属于电子信息领域,涉及半导体材料、半导体技术、敏感电子学、信号检测等领域。主要技术内容:将气体种类及与浓度有关的信息转换成电信号,根据电信号的强弱获得与待测气体在环境中的存在情况有关的信息,进而通过接口电路与计算机组成自动检测、控制和报警系统进行检测、监控、报警。授权专利情况:获得已授权发明专利一项(ZL20141033779.1)。技术经济指标:灵敏度高,选择性较好;检测浓度下极限低(100ppm);简化了制造工艺,对制造环境的要求不高;产品成本低;CuO基(In doped CuO、CuO/NiOx、ZnO-CuO、CQDs-TiOsub2/sub/CuO)传感器工作温度与功耗低;对湿度不敏感,性能稳定。应用推广及效益:该产品关键技术在天水天嘉电子有限公司、天水天光半导体有限责任公司、甘肃省科学院传感技术研究所、天水华天传感器公司、兰州海红技术股份有限公司、天水华洋电子科技股份有限公司、甘肃赛智信息技术有限公司相关传感器件、模块及系统上应用,效果良好,性能均有明显改善。近三年(2017、2018、2019)为企业新增销售额5572.3万元、新增利润1285.27万元、新增税收321.48万元。
石墨烯基氧化锌纳米复合材料气体传感器研究
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
由于ZnO具有稳定的化学稳定性能,灵敏度较高的有毒、可燃气体感知性,在传感器领域有很大的应用价值。而其多样的形貌特征,可以使其具有较大的比表面积;多种掺杂形式以及化学改性,可以提高传感器的选择性、灵敏度。而Graphene所具有的电学、力学特性,以及与ZnO同样较大的比表面积,能够进一步提升ZnO基传感器的灵敏度。本项目在衬底上使用化学气相沉积法(CVD)直接生长Graphene薄膜,再使用磁控溅射法继续生长ZnO薄膜,制备出将Graphene作为ZnO与衬底材料之间的缓冲层材料为目标的纳米复合材料,并开展了光学和气敏传感性能的研究。随后,以此为基础,使用水(溶剂)热法在ZnO/Graphene复合薄膜上进一步生长ZnO/Graphene纳米棒阵列,进行了场发射和气敏传感性能的研究。最后,在此基础上,进行金属离子掺杂,开展了进一步提高复合材料的场发射和气敏传感性能的研究。除此,本项目还研发了氧化锌和氧化铜纳米材料气敏传感器,测试了其气敏性能。 (1)化学气相沉积法(CVD)制备Graphene薄膜:以铜片(Cu)作为催化衬底,使用CVD法,进行正交实验。经过对得到的Graphene薄膜样品Raman测试结果进行极差分析后,改进制备工艺。在CH4流量:10 sccm,CH4和H2的流量比:1/10,温度:1000 ℃,通气时间:5 min的参数条件下,可控制备出大面积、高结晶质量、低缺陷密度的少层Graphene薄膜 (2)磁控溅射法制备ZnO和ZnO/Graphene复合薄膜:采用磁控溅射法以相同工艺分别在Cu衬底及沉积有Graphene作为缓冲层的Cu衬底上制备ZnO/Graphene复合薄膜,进行单因素实验。通过对结构、形貌、沉积速率、沉积机理和化学成键的结果表征、对比、分析后,证明了用Graphene作为缓冲层可以提高ZnO薄膜结晶质量。在衬底温度:30 ℃,功率:350 W,工作气压:6.5 Pa,Ar和O2流量比:40/10 sccm,退火温度:500 ℃的工艺条件下,可控制备出结晶质量相对较好的ZnO/Graphene复合薄膜 (3)水热法制备ZnO/Graphene纳米棒阵列及光电性能:在ZnO/Graphene复合薄膜上采用水热法,进行单因素实验。通过结构、形貌、光电性能的结果表征、分析后,在反应温度:100 ℃,OH-和Zn2+浓度比:22,Zn2+浓度:0.02 mol/L,反应时间为:180 min的参数条件下,可控制备出结晶质量优良的ZnO/Graphene纳米棒阵列。并根据XPS表征分析,研究其生长机理,进一步确定了在有Graphene作为缓冲层的情况下,ZnO/Graphene纳米棒阵列的场发射性能得到提高,开启电场:1.93 V/ m,场增强因子:9540 (4)掺杂的ZnO/Graphene纳米棒阵列及光电性能:分别选取Al、Cu、Ba等金属元素,并按照0 %、2 %、4 %、6 %、8 %的浓度对ZnO/Graphene纳米棒阵列进行掺杂。通过对掺杂后的ZnO/Graphene纳米棒阵列进行XRD、EDS、SEM、XPS、PL测试和表征,最终分析了Al:6 %、Cu:4 %、Ba:2 %掺杂的ZnO/Graphene纳米棒阵列的场发射性能。当掺杂浓度为Al:6 %时,开启电场:1.51 V/ m,场增强因子:11264;Cu:4 %时,开启电场:1.80 V/ m,场增强因子:10076;Ba:2 %时,开启电场:2.68V/ m,场增强因子:6973,且掺杂Al:6 %时的场发射性能优于掺杂Cu、Ba的样品 (5)论文采用水热法实验研究了CuO 纳米球材料的制备工艺,研究了反应温度、反应时间对 CuO纳米球 结构和性能的影响,以及不同剂量表面活性剂(PEG)对CuO 纳米球材料的结构、形貌的影响。讨论了不同结构、形貌的 CuO 纳米球气敏传感器关于 NO2气体的气敏性的差异。。当NO2气体浓度的浓度为10 ppm时,CuO纳米花材料气敏传感器的气敏响应度为45.5%,气敏响应时间为6 s,恢复时间为9 s。
高性能气体传感器原理、材料和可靠性研究
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
该项目系统地研究了高性能气体传感器的原理和材料,并针对气体传感器进行了可靠性的研究。提出了“气体传感器的互补反馈和互补增强原理”和组合气体传感器,在理论上给出了证明;用不同的材料和气体传感器结构的组合,获得了具有高选择性和高灵敏度的气体传感器;在国内外首次进行了气体传感器失效分布试验研究,以及气体传感器可靠性评价的研究;对传统气体敏感材料进行掺杂改性或热处理,研制出了性能优良的气体传感器。
基于场效应晶体管结构的气体传感器及其制备方法
成熟度:正在研发
技术类型:发明
应用行业:信息传输、软件和信息技术服务业
技术简介
本发明公开了一种基于场效应晶体管结构的气体传感器及其制备方法。该气体传感器包括基底层、栅绝缘层、有源层、源电极和漏电极,所述栅绝缘层与有源层连接,栅绝缘层与有源层设置于基底层之间,栅电极、源电极和漏电极分别设置于基底层上,所述栅绝缘层由具有微结构的绝缘材料组成;所述具有微结构的绝缘材料为氧化物或绝缘聚合物。本发明通过在绝缘材料上构造微结构而制备栅绝缘层,当往上述微结构的栅绝缘层里通入气体时,栅绝缘层的电容发生变化,进而引起场效应晶体管性能的改变,从而达到气体检测的目的。本发明的气体传感器检测范围广,可实现多种气体的检测。得到的气体传感器的体积小,可以减小检测器件的体积和成本,有较好的应用前景。
找到63项技术成果数据。
找技术 >低浓度毒性气体传感器—NO2气体传感器
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
低浓度NO2气体传感器属国家“九.五”重点科技攻关项目。该传感器利用电化学控制电位电解的基本原理,三电极酸性体系,将传感器的工作电极控制在一定电位下,NO2在工作电极上还原,NO2^+2H^++2e→NO+H2O,利用所产生的还原电流进行定量。选用金作为工作电极的催化剂,采用独特的胶体金催化剂制备工艺,金粒子小,催化活性高,提高了传感器的灵敏度。采用先进的电极制备及处理技术,提高了长期稳定性。选择适宜的控制电位降低了底电流和响应时间。排除了SO2的干扰,提高了选择性。设计了新型结构解决了漏液问题,延长了使用寿命。传感器性能达到了国际九十年代的先进水平,国内领先。NO2气体传感器的研制成功为我国环保监测,安全,军事,化工自动控制等重要领域提供了手段,解决了我国的急需,产生了较大的经济效益,社会效益,军事效益和环境效益。
一种基于宏观尺度ZnO单晶材料的气体传感器
成熟度:正在研发
技术类型:发明
应用行业:制造业
技术简介
技术投资分析:本发明涉及一种基于宏观尺度ZnO单晶材料的气体传感器,属于传感器制造的技术领域。包括:基底、金属电极层、传感导电体和外接电路,其中传感导电体为宏观尺度ZnO单晶材料,通过热蒸发法大规模生产的宏观尺度ZnO单晶材料,该材料由直径为60~800nm的ZnO纳米杆自然生长而成,将其用银浆粘在金属电极层上。技术的应用领域前景分析:本发明的制备方法简单易行,重复性好,原料容易得到,制备成本低廉,非常适于用来制备大量的ZnO气体传感器,有望在工业安全等领域获得重要应用。效益分析:本技术市场应用范围广,成本低,利润高,效益可观。厂房条件建议:无备注:无
氮化镓气体传感器
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
p 技术原理 气体传感器被应用于多种环境,在不断地更新换代中,半导体气体传感器由于其相对低廉的制造成本和优异的性能,被广泛关注。传统半导体气体传感器大多以硅作为基底,使得这些器件受到硅材料本身特性限制,如高温特性差、抗辐照能力差等。氮化镓气体传感器是基于传统氮化镓高电子迁移率晶体管(GaN HEMT)所制作的场效应气体传感器。它凭借氮化镓相对于硅的材料优势,以及GaN/AlGaN异质结产生的高电子迁移率,能实现硅基气体传感器所无法实现的高温气体传感器应用,填补了业界的空白。 技术先进性氮化镓(GaN)作为新一代半导体材料,通过GaN/AlGaN异质结产生的二维电子气(2DEG)实现源漏极的电子输运,可以很好的降低高温对其电学特性的影响。此外,功能性的栅极金属是氮化镓气体传感器的关键所在,通过待测气体与栅极金属表面的反应、降解,影响栅极附近的二维电子气浓度,从而可以灵敏地探测出电场变化,实现对气体的探测。相较于传统半导体气体探测器,氮化镓气体传感器凭借材料特性实现了以往不能实现的高温应用,为汽车、工厂、实验室、极端环境探测等多种行业的安全提供了保障。应用市场汽车尾气探测、实验室气体检测、工厂高温区气体探测、极端环境气体探测等。可探测气体:H2S,H2,NO2等。 img title="e:\k8008\qiuchengcai\桌面\成果图片\南科大成果图片\传感器\图片10.png" alt="e:\k8008\qiuchengcai\桌面\成果图片\南科大成果图片\传感器\图片10.png" src="https://ue-upload.1633.com/2020/0427/1120477793226.png"/ /p
超声辅助型高灵敏度氧化物气体传感器
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
p 一、 成果简介氧化物气体传感器具有成本低、环境适应性好、寿命长、响应恢复快、易规模化制造 以及易微型化与集成化等优点,因此相关行业正尝试利用改进型的氧化物传感器实现高灵 敏度气体传感,以便在低浓度气体传感领域,降低传感器的价格、改善其环境适应性、延 长其使用寿命并拓展其应用范围。本技术中的超声辅助型氧化物气体传感器利用超声分子 操控技术大幅度提高氧化物气体传感器的敏感度。我们的样机测试表明:与传统的氧化物 气体传感器相比,超声辅助型氧化物气体传感器的敏感度一般要高一个数量级。本技术提 供了一种低成本的提升氧化物气体传感器灵敏度并大幅度降低其检测下限的有效方法。二、 主要技术指标1.把已商业化的氧化物气体传感器(如MQ-6)的敏感度提高一个数量级以上。2.把已商业化的氧化物气体传感器(如MQ-6)的检测下限拓展到ppb级别。3.超声辅助型高灵敏度氧化物气体传感器的功耗控制1.25W以下。4.产品对VOCs、NOx、H2S、NH3和H2等各种还原性和氧化性气体均有效果。5.产品集成过程不产生有毒有害物质,绿色环保。 /p
精密自动配气与气体传感器标定系统
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
气体传感器是一种检测气体中的特定成份和浓度并转换成电信号的器件,已广泛应用于军事、化工、医学、交通、环保、安全、质检、防伪等领域,用来检测环境中各种低浓度的有毒、有害气体。高精度、自动化的精密配气系统和气体传感器标定系统是科技和工业界开发和使用气体传感器的重要基础性装备。技术创新:该系统主要由计算机及控制与标定软件、精密混合配气子系统、温湿度控制子系统、测量电路等部分组成,实现精密混合配气和对气体传感器性能的准确测试与标定。专利情况:已经投入某企业应用。相应知识产权正在申报中。应用领域:各类企业和实验室精密配气需要以及各类气体传感器标定或性能自动化测试,市场应用较广。技术指标:高精度地实现多种常见测试气体在常规和极端温度、湿度和测试浓度范围内的配气,配气精度<±1%、ppm级;可同时测试多支气体传感器所有技术参数;(3)实时采集、存储、显示气体传感器的动态响应信号、配气浓度信号等,提供报表打印等多种功能。市场前景:市场应用较广。合作方式:联合推广。
氧化物半导体微纳结构设计、功能调控及气体传感器构筑
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
传感器作为信息获取的手段,处于信息技术链条的最前端。氧化物半导体气体传感器是最重要的化学量传感器,一直是国际研究前沿与热点。氧化物半导体感知气体时,涉及表面反应与载流子授受、载流子在多晶体中的传输以及敏感体利用效率等复杂物理化学过程,髙度依赖于材料组成、尺寸、微纳结构和表界面状态。存在的主要难题是:(1)大尺寸材料难以提升灵敏度;(2)单一氧化物半导体增感效果严重受限;(3)本质安全传感器的设计原理尚未突破。该项目针对上述挑战,在国家重大重点项目的持续支持下,聚焦氧化物半导体的尺度、微纳结构、微纳空间、组分和结合形态以及活化方法与传感功能的关系,开展深入系统研究,取得如下重要发现:1.发现了氧化物半导体纳米尺寸、微纳结构和空间的增感效应,建立了调控尺寸、维度、组装形态和微纳空间的增感策略。发现了氧化物半导体在一定尺度范围内,灵敏度随晶粒直径减小而单调增大的尺寸增感效应,为构建纳米传感器寻找到科学依据;构筑了由不同结构单元组装的新颖分等级结构,明晰了高活性表面、髙效载流子通路和高度通透结构的协同作用是提升灵敏度的主要原因;提出了利用纳米空间的高效识别能力提高灵敏度和选择性的新方法。2.提出了氧化物半导体纳米结构原位复合、掺杂和表面修饰的传感功能调控方法。提出了利用微纳异质接触实现增感的思想,构建了氧化物半导体间、氧化物半导体与石墨烯、贵金属间的微纳异质接触,显著增强了传感功能;发展了原位掺杂的增感方法,调控缺陷形态、载流子浓度、表面氧空位密度、氧化活性和酸碱度;提出了表面修饰增感方法,提升了识别能力和转换功能。所建立的第二组分介入增感策略,丰富了半导体氧化物传感功能调控方法与技术。3.提出了紫外光活化氧化物半导体的新机理,构建了本质安全的新型室温气体传感器。氧化物半导体一般通过加热活化,但是热活化方式不仅功耗高,而且容易引爆气体,是一种非本质安全活化方法。该项目提出用紫外光代替加热活化氧化物半导体的思想,构建了由光催化剂和氧化物半导体组成的光增感材料体系,利用中空结构的“光阱效应”和背反射器件结构提高光利用效率,成功研制出紫外光增强型室温传感器,为构建本质安全传感器提供了新原理。该项目成果发表SCI检索论文207篇,包括中科院1区论文106篇、传感器领域国际顶级期刊Sens.Actuators B论文82篇。8篇代表性论文Chem.Rev.(IF=52.613)、Energy Environ.Sci.(IF=30.067)、Adv.Mater.(IF=21.96)等等高水平期刊SCI他引1266次,单篇最高SCI他引453次,其中4篇曾入选ESI高被引论文,1篇曾入选ESI热点论文。主要成果分获2013、2017年吉林省科学技术奖一等奖(自然科学奖)。该项目培育教育部创新团队1个,并获得滚动资助,省部级重点实验室2个;培养国家杰出青年科学基金获得者1人、优秀青年科学基金获得者1人、百篇优博指导教师1人;培养百篇优博1人、百篇优博提名1人、中国电子学会优秀学位论文获得者3人。
铜镍金属氧化物异质结纳米结构气体传感器设计与关键技术研究
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
项目所属科学技术领域:该项目研制的气敏传感器可应用于CO气体、瓦斯气体、煤气、Hsub2/sub这S气体、还原性有害有机气体以及酒精等气体检测。项目属于电子信息领域,涉及半导体材料、半导体技术、敏感电子学、信号检测等领域。主要技术内容:将气体种类及与浓度有关的信息转换成电信号,根据电信号的强弱获得与待测气体在环境中的存在情况有关的信息,进而通过接口电路与计算机组成自动检测、控制和报警系统进行检测、监控、报警。授权专利情况:获得已授权发明专利一项(ZL20141033779.1)。技术经济指标:灵敏度高,选择性较好;检测浓度下极限低(100ppm);简化了制造工艺,对制造环境的要求不高;产品成本低;CuO基(In doped CuO、CuO/NiOx、ZnO-CuO、CQDs-TiOsub2/sub/CuO)传感器工作温度与功耗低;对湿度不敏感,性能稳定。应用推广及效益:该产品关键技术在天水天嘉电子有限公司、天水天光半导体有限责任公司、甘肃省科学院传感技术研究所、天水华天传感器公司、兰州海红技术股份有限公司、天水华洋电子科技股份有限公司、甘肃赛智信息技术有限公司相关传感器件、模块及系统上应用,效果良好,性能均有明显改善。近三年(2017、2018、2019)为企业新增销售额5572.3万元、新增利润1285.27万元、新增税收321.48万元。
石墨烯基氧化锌纳米复合材料气体传感器研究
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
由于ZnO具有稳定的化学稳定性能,灵敏度较高的有毒、可燃气体感知性,在传感器领域有很大的应用价值。而其多样的形貌特征,可以使其具有较大的比表面积;多种掺杂形式以及化学改性,可以提高传感器的选择性、灵敏度。而Graphene所具有的电学、力学特性,以及与ZnO同样较大的比表面积,能够进一步提升ZnO基传感器的灵敏度。本项目在衬底上使用化学气相沉积法(CVD)直接生长Graphene薄膜,再使用磁控溅射法继续生长ZnO薄膜,制备出将Graphene作为ZnO与衬底材料之间的缓冲层材料为目标的纳米复合材料,并开展了光学和气敏传感性能的研究。随后,以此为基础,使用水(溶剂)热法在ZnO/Graphene复合薄膜上进一步生长ZnO/Graphene纳米棒阵列,进行了场发射和气敏传感性能的研究。最后,在此基础上,进行金属离子掺杂,开展了进一步提高复合材料的场发射和气敏传感性能的研究。除此,本项目还研发了氧化锌和氧化铜纳米材料气敏传感器,测试了其气敏性能。 (1)化学气相沉积法(CVD)制备Graphene薄膜:以铜片(Cu)作为催化衬底,使用CVD法,进行正交实验。经过对得到的Graphene薄膜样品Raman测试结果进行极差分析后,改进制备工艺。在CH4流量:10 sccm,CH4和H2的流量比:1/10,温度:1000 ℃,通气时间:5 min的参数条件下,可控制备出大面积、高结晶质量、低缺陷密度的少层Graphene薄膜 (2)磁控溅射法制备ZnO和ZnO/Graphene复合薄膜:采用磁控溅射法以相同工艺分别在Cu衬底及沉积有Graphene作为缓冲层的Cu衬底上制备ZnO/Graphene复合薄膜,进行单因素实验。通过对结构、形貌、沉积速率、沉积机理和化学成键的结果表征、对比、分析后,证明了用Graphene作为缓冲层可以提高ZnO薄膜结晶质量。在衬底温度:30 ℃,功率:350 W,工作气压:6.5 Pa,Ar和O2流量比:40/10 sccm,退火温度:500 ℃的工艺条件下,可控制备出结晶质量相对较好的ZnO/Graphene复合薄膜 (3)水热法制备ZnO/Graphene纳米棒阵列及光电性能:在ZnO/Graphene复合薄膜上采用水热法,进行单因素实验。通过结构、形貌、光电性能的结果表征、分析后,在反应温度:100 ℃,OH-和Zn2+浓度比:22,Zn2+浓度:0.02 mol/L,反应时间为:180 min的参数条件下,可控制备出结晶质量优良的ZnO/Graphene纳米棒阵列。并根据XPS表征分析,研究其生长机理,进一步确定了在有Graphene作为缓冲层的情况下,ZnO/Graphene纳米棒阵列的场发射性能得到提高,开启电场:1.93 V/ m,场增强因子:9540 (4)掺杂的ZnO/Graphene纳米棒阵列及光电性能:分别选取Al、Cu、Ba等金属元素,并按照0 %、2 %、4 %、6 %、8 %的浓度对ZnO/Graphene纳米棒阵列进行掺杂。通过对掺杂后的ZnO/Graphene纳米棒阵列进行XRD、EDS、SEM、XPS、PL测试和表征,最终分析了Al:6 %、Cu:4 %、Ba:2 %掺杂的ZnO/Graphene纳米棒阵列的场发射性能。当掺杂浓度为Al:6 %时,开启电场:1.51 V/ m,场增强因子:11264;Cu:4 %时,开启电场:1.80 V/ m,场增强因子:10076;Ba:2 %时,开启电场:2.68V/ m,场增强因子:6973,且掺杂Al:6 %时的场发射性能优于掺杂Cu、Ba的样品 (5)论文采用水热法实验研究了CuO 纳米球材料的制备工艺,研究了反应温度、反应时间对 CuO纳米球 结构和性能的影响,以及不同剂量表面活性剂(PEG)对CuO 纳米球材料的结构、形貌的影响。讨论了不同结构、形貌的 CuO 纳米球气敏传感器关于 NO2气体的气敏性的差异。。当NO2气体浓度的浓度为10 ppm时,CuO纳米花材料气敏传感器的气敏响应度为45.5%,气敏响应时间为6 s,恢复时间为9 s。
高性能气体传感器原理、材料和可靠性研究
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
该项目系统地研究了高性能气体传感器的原理和材料,并针对气体传感器进行了可靠性的研究。提出了“气体传感器的互补反馈和互补增强原理”和组合气体传感器,在理论上给出了证明;用不同的材料和气体传感器结构的组合,获得了具有高选择性和高灵敏度的气体传感器;在国内外首次进行了气体传感器失效分布试验研究,以及气体传感器可靠性评价的研究;对传统气体敏感材料进行掺杂改性或热处理,研制出了性能优良的气体传感器。
基于场效应晶体管结构的气体传感器及其制备方法
成熟度:正在研发
技术类型:发明
应用行业:信息传输、软件和信息技术服务业
技术简介
本发明公开了一种基于场效应晶体管结构的气体传感器及其制备方法。该气体传感器包括基底层、栅绝缘层、有源层、源电极和漏电极,所述栅绝缘层与有源层连接,栅绝缘层与有源层设置于基底层之间,栅电极、源电极和漏电极分别设置于基底层上,所述栅绝缘层由具有微结构的绝缘材料组成;所述具有微结构的绝缘材料为氧化物或绝缘聚合物。本发明通过在绝缘材料上构造微结构而制备栅绝缘层,当往上述微结构的栅绝缘层里通入气体时,栅绝缘层的电容发生变化,进而引起场效应晶体管性能的改变,从而达到气体检测的目的。本发明的气体传感器检测范围广,可实现多种气体的检测。得到的气体传感器的体积小,可以减小检测器件的体积和成本,有较好的应用前景。
找到63项技术成果数据。
找技术 >低浓度毒性气体传感器—NO2气体传感器
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
低浓度NO2气体传感器属国家“九.五”重点科技攻关项目。该传感器利用电化学控制电位电解的基本原理,三电极酸性体系,将传感器的工作电极控制在一定电位下,NO2在工作电极上还原,NO2^+2H^++2e→NO+H2O,利用所产生的还原电流进行定量。选用金作为工作电极的催化剂,采用独特的胶体金催化剂制备工艺,金粒子小,催化活性高,提高了传感器的灵敏度。采用先进的电极制备及处理技术,提高了长期稳定性。选择适宜的控制电位降低了底电流和响应时间。排除了SO2的干扰,提高了选择性。设计了新型结构解决了漏液问题,延长了使用寿命。传感器性能达到了国际九十年代的先进水平,国内领先。NO2气体传感器的研制成功为我国环保监测,安全,军事,化工自动控制等重要领域提供了手段,解决了我国的急需,产生了较大的经济效益,社会效益,军事效益和环境效益。
一种基于宏观尺度ZnO单晶材料的气体传感器
成熟度:正在研发
技术类型:发明
应用行业:制造业
技术简介
技术投资分析:本发明涉及一种基于宏观尺度ZnO单晶材料的气体传感器,属于传感器制造的技术领域。包括:基底、金属电极层、传感导电体和外接电路,其中传感导电体为宏观尺度ZnO单晶材料,通过热蒸发法大规模生产的宏观尺度ZnO单晶材料,该材料由直径为60~800nm的ZnO纳米杆自然生长而成,将其用银浆粘在金属电极层上。技术的应用领域前景分析:本发明的制备方法简单易行,重复性好,原料容易得到,制备成本低廉,非常适于用来制备大量的ZnO气体传感器,有望在工业安全等领域获得重要应用。效益分析:本技术市场应用范围广,成本低,利润高,效益可观。厂房条件建议:无备注:无
氮化镓气体传感器
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
p 技术原理 气体传感器被应用于多种环境,在不断地更新换代中,半导体气体传感器由于其相对低廉的制造成本和优异的性能,被广泛关注。传统半导体气体传感器大多以硅作为基底,使得这些器件受到硅材料本身特性限制,如高温特性差、抗辐照能力差等。氮化镓气体传感器是基于传统氮化镓高电子迁移率晶体管(GaN HEMT)所制作的场效应气体传感器。它凭借氮化镓相对于硅的材料优势,以及GaN/AlGaN异质结产生的高电子迁移率,能实现硅基气体传感器所无法实现的高温气体传感器应用,填补了业界的空白。 技术先进性氮化镓(GaN)作为新一代半导体材料,通过GaN/AlGaN异质结产生的二维电子气(2DEG)实现源漏极的电子输运,可以很好的降低高温对其电学特性的影响。此外,功能性的栅极金属是氮化镓气体传感器的关键所在,通过待测气体与栅极金属表面的反应、降解,影响栅极附近的二维电子气浓度,从而可以灵敏地探测出电场变化,实现对气体的探测。相较于传统半导体气体探测器,氮化镓气体传感器凭借材料特性实现了以往不能实现的高温应用,为汽车、工厂、实验室、极端环境探测等多种行业的安全提供了保障。应用市场汽车尾气探测、实验室气体检测、工厂高温区气体探测、极端环境气体探测等。可探测气体:H2S,H2,NO2等。 img title="e:\k8008\qiuchengcai\桌面\成果图片\南科大成果图片\传感器\图片10.png" alt="e:\k8008\qiuchengcai\桌面\成果图片\南科大成果图片\传感器\图片10.png" src="https://ue-upload.1633.com/2020/0427/1120477793226.png"/ /p
超声辅助型高灵敏度氧化物气体传感器
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
p 一、 成果简介氧化物气体传感器具有成本低、环境适应性好、寿命长、响应恢复快、易规模化制造 以及易微型化与集成化等优点,因此相关行业正尝试利用改进型的氧化物传感器实现高灵 敏度气体传感,以便在低浓度气体传感领域,降低传感器的价格、改善其环境适应性、延 长其使用寿命并拓展其应用范围。本技术中的超声辅助型氧化物气体传感器利用超声分子 操控技术大幅度提高氧化物气体传感器的敏感度。我们的样机测试表明:与传统的氧化物 气体传感器相比,超声辅助型氧化物气体传感器的敏感度一般要高一个数量级。本技术提 供了一种低成本的提升氧化物气体传感器灵敏度并大幅度降低其检测下限的有效方法。二、 主要技术指标1.把已商业化的氧化物气体传感器(如MQ-6)的敏感度提高一个数量级以上。2.把已商业化的氧化物气体传感器(如MQ-6)的检测下限拓展到ppb级别。3.超声辅助型高灵敏度氧化物气体传感器的功耗控制1.25W以下。4.产品对VOCs、NOx、H2S、NH3和H2等各种还原性和氧化性气体均有效果。5.产品集成过程不产生有毒有害物质,绿色环保。 /p
精密自动配气与气体传感器标定系统
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
气体传感器是一种检测气体中的特定成份和浓度并转换成电信号的器件,已广泛应用于军事、化工、医学、交通、环保、安全、质检、防伪等领域,用来检测环境中各种低浓度的有毒、有害气体。高精度、自动化的精密配气系统和气体传感器标定系统是科技和工业界开发和使用气体传感器的重要基础性装备。技术创新:该系统主要由计算机及控制与标定软件、精密混合配气子系统、温湿度控制子系统、测量电路等部分组成,实现精密混合配气和对气体传感器性能的准确测试与标定。专利情况:已经投入某企业应用。相应知识产权正在申报中。应用领域:各类企业和实验室精密配气需要以及各类气体传感器标定或性能自动化测试,市场应用较广。技术指标:高精度地实现多种常见测试气体在常规和极端温度、湿度和测试浓度范围内的配气,配气精度<±1%、ppm级;可同时测试多支气体传感器所有技术参数;(3)实时采集、存储、显示气体传感器的动态响应信号、配气浓度信号等,提供报表打印等多种功能。市场前景:市场应用较广。合作方式:联合推广。
氧化物半导体微纳结构设计、功能调控及气体传感器构筑
成熟度:-
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应用行业:制造业
技术简介
传感器作为信息获取的手段,处于信息技术链条的最前端。氧化物半导体气体传感器是最重要的化学量传感器,一直是国际研究前沿与热点。氧化物半导体感知气体时,涉及表面反应与载流子授受、载流子在多晶体中的传输以及敏感体利用效率等复杂物理化学过程,髙度依赖于材料组成、尺寸、微纳结构和表界面状态。存在的主要难题是:(1)大尺寸材料难以提升灵敏度;(2)单一氧化物半导体增感效果严重受限;(3)本质安全传感器的设计原理尚未突破。该项目针对上述挑战,在国家重大重点项目的持续支持下,聚焦氧化物半导体的尺度、微纳结构、微纳空间、组分和结合形态以及活化方法与传感功能的关系,开展深入系统研究,取得如下重要发现:1.发现了氧化物半导体纳米尺寸、微纳结构和空间的增感效应,建立了调控尺寸、维度、组装形态和微纳空间的增感策略。发现了氧化物半导体在一定尺度范围内,灵敏度随晶粒直径减小而单调增大的尺寸增感效应,为构建纳米传感器寻找到科学依据;构筑了由不同结构单元组装的新颖分等级结构,明晰了高活性表面、髙效载流子通路和高度通透结构的协同作用是提升灵敏度的主要原因;提出了利用纳米空间的高效识别能力提高灵敏度和选择性的新方法。2.提出了氧化物半导体纳米结构原位复合、掺杂和表面修饰的传感功能调控方法。提出了利用微纳异质接触实现增感的思想,构建了氧化物半导体间、氧化物半导体与石墨烯、贵金属间的微纳异质接触,显著增强了传感功能;发展了原位掺杂的增感方法,调控缺陷形态、载流子浓度、表面氧空位密度、氧化活性和酸碱度;提出了表面修饰增感方法,提升了识别能力和转换功能。所建立的第二组分介入增感策略,丰富了半导体氧化物传感功能调控方法与技术。3.提出了紫外光活化氧化物半导体的新机理,构建了本质安全的新型室温气体传感器。氧化物半导体一般通过加热活化,但是热活化方式不仅功耗高,而且容易引爆气体,是一种非本质安全活化方法。该项目提出用紫外光代替加热活化氧化物半导体的思想,构建了由光催化剂和氧化物半导体组成的光增感材料体系,利用中空结构的“光阱效应”和背反射器件结构提高光利用效率,成功研制出紫外光增强型室温传感器,为构建本质安全传感器提供了新原理。该项目成果发表SCI检索论文207篇,包括中科院1区论文106篇、传感器领域国际顶级期刊Sens.Actuators B论文82篇。8篇代表性论文Chem.Rev.(IF=52.613)、Energy Environ.Sci.(IF=30.067)、Adv.Mater.(IF=21.96)等等高水平期刊SCI他引1266次,单篇最高SCI他引453次,其中4篇曾入选ESI高被引论文,1篇曾入选ESI热点论文。主要成果分获2013、2017年吉林省科学技术奖一等奖(自然科学奖)。该项目培育教育部创新团队1个,并获得滚动资助,省部级重点实验室2个;培养国家杰出青年科学基金获得者1人、优秀青年科学基金获得者1人、百篇优博指导教师1人;培养百篇优博1人、百篇优博提名1人、中国电子学会优秀学位论文获得者3人。
铜镍金属氧化物异质结纳米结构气体传感器设计与关键技术研究
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
项目所属科学技术领域:该项目研制的气敏传感器可应用于CO气体、瓦斯气体、煤气、Hsub2/sub这S气体、还原性有害有机气体以及酒精等气体检测。项目属于电子信息领域,涉及半导体材料、半导体技术、敏感电子学、信号检测等领域。主要技术内容:将气体种类及与浓度有关的信息转换成电信号,根据电信号的强弱获得与待测气体在环境中的存在情况有关的信息,进而通过接口电路与计算机组成自动检测、控制和报警系统进行检测、监控、报警。授权专利情况:获得已授权发明专利一项(ZL20141033779.1)。技术经济指标:灵敏度高,选择性较好;检测浓度下极限低(100ppm);简化了制造工艺,对制造环境的要求不高;产品成本低;CuO基(In doped CuO、CuO/NiOx、ZnO-CuO、CQDs-TiOsub2/sub/CuO)传感器工作温度与功耗低;对湿度不敏感,性能稳定。应用推广及效益:该产品关键技术在天水天嘉电子有限公司、天水天光半导体有限责任公司、甘肃省科学院传感技术研究所、天水华天传感器公司、兰州海红技术股份有限公司、天水华洋电子科技股份有限公司、甘肃赛智信息技术有限公司相关传感器件、模块及系统上应用,效果良好,性能均有明显改善。近三年(2017、2018、2019)为企业新增销售额5572.3万元、新增利润1285.27万元、新增税收321.48万元。
石墨烯基氧化锌纳米复合材料气体传感器研究
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
由于ZnO具有稳定的化学稳定性能,灵敏度较高的有毒、可燃气体感知性,在传感器领域有很大的应用价值。而其多样的形貌特征,可以使其具有较大的比表面积;多种掺杂形式以及化学改性,可以提高传感器的选择性、灵敏度。而Graphene所具有的电学、力学特性,以及与ZnO同样较大的比表面积,能够进一步提升ZnO基传感器的灵敏度。本项目在衬底上使用化学气相沉积法(CVD)直接生长Graphene薄膜,再使用磁控溅射法继续生长ZnO薄膜,制备出将Graphene作为ZnO与衬底材料之间的缓冲层材料为目标的纳米复合材料,并开展了光学和气敏传感性能的研究。随后,以此为基础,使用水(溶剂)热法在ZnO/Graphene复合薄膜上进一步生长ZnO/Graphene纳米棒阵列,进行了场发射和气敏传感性能的研究。最后,在此基础上,进行金属离子掺杂,开展了进一步提高复合材料的场发射和气敏传感性能的研究。除此,本项目还研发了氧化锌和氧化铜纳米材料气敏传感器,测试了其气敏性能。 (1)化学气相沉积法(CVD)制备Graphene薄膜:以铜片(Cu)作为催化衬底,使用CVD法,进行正交实验。经过对得到的Graphene薄膜样品Raman测试结果进行极差分析后,改进制备工艺。在CH4流量:10 sccm,CH4和H2的流量比:1/10,温度:1000 ℃,通气时间:5 min的参数条件下,可控制备出大面积、高结晶质量、低缺陷密度的少层Graphene薄膜 (2)磁控溅射法制备ZnO和ZnO/Graphene复合薄膜:采用磁控溅射法以相同工艺分别在Cu衬底及沉积有Graphene作为缓冲层的Cu衬底上制备ZnO/Graphene复合薄膜,进行单因素实验。通过对结构、形貌、沉积速率、沉积机理和化学成键的结果表征、对比、分析后,证明了用Graphene作为缓冲层可以提高ZnO薄膜结晶质量。在衬底温度:30 ℃,功率:350 W,工作气压:6.5 Pa,Ar和O2流量比:40/10 sccm,退火温度:500 ℃的工艺条件下,可控制备出结晶质量相对较好的ZnO/Graphene复合薄膜 (3)水热法制备ZnO/Graphene纳米棒阵列及光电性能:在ZnO/Graphene复合薄膜上采用水热法,进行单因素实验。通过结构、形貌、光电性能的结果表征、分析后,在反应温度:100 ℃,OH-和Zn2+浓度比:22,Zn2+浓度:0.02 mol/L,反应时间为:180 min的参数条件下,可控制备出结晶质量优良的ZnO/Graphene纳米棒阵列。并根据XPS表征分析,研究其生长机理,进一步确定了在有Graphene作为缓冲层的情况下,ZnO/Graphene纳米棒阵列的场发射性能得到提高,开启电场:1.93 V/ m,场增强因子:9540 (4)掺杂的ZnO/Graphene纳米棒阵列及光电性能:分别选取Al、Cu、Ba等金属元素,并按照0 %、2 %、4 %、6 %、8 %的浓度对ZnO/Graphene纳米棒阵列进行掺杂。通过对掺杂后的ZnO/Graphene纳米棒阵列进行XRD、EDS、SEM、XPS、PL测试和表征,最终分析了Al:6 %、Cu:4 %、Ba:2 %掺杂的ZnO/Graphene纳米棒阵列的场发射性能。当掺杂浓度为Al:6 %时,开启电场:1.51 V/ m,场增强因子:11264;Cu:4 %时,开启电场:1.80 V/ m,场增强因子:10076;Ba:2 %时,开启电场:2.68V/ m,场增强因子:6973,且掺杂Al:6 %时的场发射性能优于掺杂Cu、Ba的样品 (5)论文采用水热法实验研究了CuO 纳米球材料的制备工艺,研究了反应温度、反应时间对 CuO纳米球 结构和性能的影响,以及不同剂量表面活性剂(PEG)对CuO 纳米球材料的结构、形貌的影响。讨论了不同结构、形貌的 CuO 纳米球气敏传感器关于 NO2气体的气敏性的差异。。当NO2气体浓度的浓度为10 ppm时,CuO纳米花材料气敏传感器的气敏响应度为45.5%,气敏响应时间为6 s,恢复时间为9 s。
高性能气体传感器原理、材料和可靠性研究
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
该项目系统地研究了高性能气体传感器的原理和材料,并针对气体传感器进行了可靠性的研究。提出了“气体传感器的互补反馈和互补增强原理”和组合气体传感器,在理论上给出了证明;用不同的材料和气体传感器结构的组合,获得了具有高选择性和高灵敏度的气体传感器;在国内外首次进行了气体传感器失效分布试验研究,以及气体传感器可靠性评价的研究;对传统气体敏感材料进行掺杂改性或热处理,研制出了性能优良的气体传感器。
基于场效应晶体管结构的气体传感器及其制备方法
成熟度:正在研发
技术类型:发明
应用行业:信息传输、软件和信息技术服务业
技术简介
本发明公开了一种基于场效应晶体管结构的气体传感器及其制备方法。该气体传感器包括基底层、栅绝缘层、有源层、源电极和漏电极,所述栅绝缘层与有源层连接,栅绝缘层与有源层设置于基底层之间,栅电极、源电极和漏电极分别设置于基底层上,所述栅绝缘层由具有微结构的绝缘材料组成;所述具有微结构的绝缘材料为氧化物或绝缘聚合物。本发明通过在绝缘材料上构造微结构而制备栅绝缘层,当往上述微结构的栅绝缘层里通入气体时,栅绝缘层的电容发生变化,进而引起场效应晶体管性能的改变,从而达到气体检测的目的。本发明的气体传感器检测范围广,可实现多种气体的检测。得到的气体传感器的体积小,可以减小检测器件的体积和成本,有较好的应用前景。
找到63项技术成果数据。
找技术 >低浓度毒性气体传感器—NO2气体传感器
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
低浓度NO2气体传感器属国家“九.五”重点科技攻关项目。该传感器利用电化学控制电位电解的基本原理,三电极酸性体系,将传感器的工作电极控制在一定电位下,NO2在工作电极上还原,NO2^+2H^++2e→NO+H2O,利用所产生的还原电流进行定量。选用金作为工作电极的催化剂,采用独特的胶体金催化剂制备工艺,金粒子小,催化活性高,提高了传感器的灵敏度。采用先进的电极制备及处理技术,提高了长期稳定性。选择适宜的控制电位降低了底电流和响应时间。排除了SO2的干扰,提高了选择性。设计了新型结构解决了漏液问题,延长了使用寿命。传感器性能达到了国际九十年代的先进水平,国内领先。NO2气体传感器的研制成功为我国环保监测,安全,军事,化工自动控制等重要领域提供了手段,解决了我国的急需,产生了较大的经济效益,社会效益,军事效益和环境效益。
一种基于宏观尺度ZnO单晶材料的气体传感器
成熟度:正在研发
技术类型:发明
应用行业:制造业
技术简介
技术投资分析:本发明涉及一种基于宏观尺度ZnO单晶材料的气体传感器,属于传感器制造的技术领域。包括:基底、金属电极层、传感导电体和外接电路,其中传感导电体为宏观尺度ZnO单晶材料,通过热蒸发法大规模生产的宏观尺度ZnO单晶材料,该材料由直径为60~800nm的ZnO纳米杆自然生长而成,将其用银浆粘在金属电极层上。技术的应用领域前景分析:本发明的制备方法简单易行,重复性好,原料容易得到,制备成本低廉,非常适于用来制备大量的ZnO气体传感器,有望在工业安全等领域获得重要应用。效益分析:本技术市场应用范围广,成本低,利润高,效益可观。厂房条件建议:无备注:无
氮化镓气体传感器
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
p 技术原理 气体传感器被应用于多种环境,在不断地更新换代中,半导体气体传感器由于其相对低廉的制造成本和优异的性能,被广泛关注。传统半导体气体传感器大多以硅作为基底,使得这些器件受到硅材料本身特性限制,如高温特性差、抗辐照能力差等。氮化镓气体传感器是基于传统氮化镓高电子迁移率晶体管(GaN HEMT)所制作的场效应气体传感器。它凭借氮化镓相对于硅的材料优势,以及GaN/AlGaN异质结产生的高电子迁移率,能实现硅基气体传感器所无法实现的高温气体传感器应用,填补了业界的空白。 技术先进性氮化镓(GaN)作为新一代半导体材料,通过GaN/AlGaN异质结产生的二维电子气(2DEG)实现源漏极的电子输运,可以很好的降低高温对其电学特性的影响。此外,功能性的栅极金属是氮化镓气体传感器的关键所在,通过待测气体与栅极金属表面的反应、降解,影响栅极附近的二维电子气浓度,从而可以灵敏地探测出电场变化,实现对气体的探测。相较于传统半导体气体探测器,氮化镓气体传感器凭借材料特性实现了以往不能实现的高温应用,为汽车、工厂、实验室、极端环境探测等多种行业的安全提供了保障。应用市场汽车尾气探测、实验室气体检测、工厂高温区气体探测、极端环境气体探测等。可探测气体:H2S,H2,NO2等。 img title="e:\k8008\qiuchengcai\桌面\成果图片\南科大成果图片\传感器\图片10.png" alt="e:\k8008\qiuchengcai\桌面\成果图片\南科大成果图片\传感器\图片10.png" src="https://ue-upload.1633.com/2020/0427/1120477793226.png"/ /p
超声辅助型高灵敏度氧化物气体传感器
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
p 一、 成果简介氧化物气体传感器具有成本低、环境适应性好、寿命长、响应恢复快、易规模化制造 以及易微型化与集成化等优点,因此相关行业正尝试利用改进型的氧化物传感器实现高灵 敏度气体传感,以便在低浓度气体传感领域,降低传感器的价格、改善其环境适应性、延 长其使用寿命并拓展其应用范围。本技术中的超声辅助型氧化物气体传感器利用超声分子 操控技术大幅度提高氧化物气体传感器的敏感度。我们的样机测试表明:与传统的氧化物 气体传感器相比,超声辅助型氧化物气体传感器的敏感度一般要高一个数量级。本技术提 供了一种低成本的提升氧化物气体传感器灵敏度并大幅度降低其检测下限的有效方法。二、 主要技术指标1.把已商业化的氧化物气体传感器(如MQ-6)的敏感度提高一个数量级以上。2.把已商业化的氧化物气体传感器(如MQ-6)的检测下限拓展到ppb级别。3.超声辅助型高灵敏度氧化物气体传感器的功耗控制1.25W以下。4.产品对VOCs、NOx、H2S、NH3和H2等各种还原性和氧化性气体均有效果。5.产品集成过程不产生有毒有害物质,绿色环保。 /p
精密自动配气与气体传感器标定系统
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
气体传感器是一种检测气体中的特定成份和浓度并转换成电信号的器件,已广泛应用于军事、化工、医学、交通、环保、安全、质检、防伪等领域,用来检测环境中各种低浓度的有毒、有害气体。高精度、自动化的精密配气系统和气体传感器标定系统是科技和工业界开发和使用气体传感器的重要基础性装备。技术创新:该系统主要由计算机及控制与标定软件、精密混合配气子系统、温湿度控制子系统、测量电路等部分组成,实现精密混合配气和对气体传感器性能的准确测试与标定。专利情况:已经投入某企业应用。相应知识产权正在申报中。应用领域:各类企业和实验室精密配气需要以及各类气体传感器标定或性能自动化测试,市场应用较广。技术指标:高精度地实现多种常见测试气体在常规和极端温度、湿度和测试浓度范围内的配气,配气精度<±1%、ppm级;可同时测试多支气体传感器所有技术参数;(3)实时采集、存储、显示气体传感器的动态响应信号、配气浓度信号等,提供报表打印等多种功能。市场前景:市场应用较广。合作方式:联合推广。
氧化物半导体微纳结构设计、功能调控及气体传感器构筑
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
传感器作为信息获取的手段,处于信息技术链条的最前端。氧化物半导体气体传感器是最重要的化学量传感器,一直是国际研究前沿与热点。氧化物半导体感知气体时,涉及表面反应与载流子授受、载流子在多晶体中的传输以及敏感体利用效率等复杂物理化学过程,髙度依赖于材料组成、尺寸、微纳结构和表界面状态。存在的主要难题是:(1)大尺寸材料难以提升灵敏度;(2)单一氧化物半导体增感效果严重受限;(3)本质安全传感器的设计原理尚未突破。该项目针对上述挑战,在国家重大重点项目的持续支持下,聚焦氧化物半导体的尺度、微纳结构、微纳空间、组分和结合形态以及活化方法与传感功能的关系,开展深入系统研究,取得如下重要发现:1.发现了氧化物半导体纳米尺寸、微纳结构和空间的增感效应,建立了调控尺寸、维度、组装形态和微纳空间的增感策略。发现了氧化物半导体在一定尺度范围内,灵敏度随晶粒直径减小而单调增大的尺寸增感效应,为构建纳米传感器寻找到科学依据;构筑了由不同结构单元组装的新颖分等级结构,明晰了高活性表面、髙效载流子通路和高度通透结构的协同作用是提升灵敏度的主要原因;提出了利用纳米空间的高效识别能力提高灵敏度和选择性的新方法。2.提出了氧化物半导体纳米结构原位复合、掺杂和表面修饰的传感功能调控方法。提出了利用微纳异质接触实现增感的思想,构建了氧化物半导体间、氧化物半导体与石墨烯、贵金属间的微纳异质接触,显著增强了传感功能;发展了原位掺杂的增感方法,调控缺陷形态、载流子浓度、表面氧空位密度、氧化活性和酸碱度;提出了表面修饰增感方法,提升了识别能力和转换功能。所建立的第二组分介入增感策略,丰富了半导体氧化物传感功能调控方法与技术。3.提出了紫外光活化氧化物半导体的新机理,构建了本质安全的新型室温气体传感器。氧化物半导体一般通过加热活化,但是热活化方式不仅功耗高,而且容易引爆气体,是一种非本质安全活化方法。该项目提出用紫外光代替加热活化氧化物半导体的思想,构建了由光催化剂和氧化物半导体组成的光增感材料体系,利用中空结构的“光阱效应”和背反射器件结构提高光利用效率,成功研制出紫外光增强型室温传感器,为构建本质安全传感器提供了新原理。该项目成果发表SCI检索论文207篇,包括中科院1区论文106篇、传感器领域国际顶级期刊Sens.Actuators B论文82篇。8篇代表性论文Chem.Rev.(IF=52.613)、Energy Environ.Sci.(IF=30.067)、Adv.Mater.(IF=21.96)等等高水平期刊SCI他引1266次,单篇最高SCI他引453次,其中4篇曾入选ESI高被引论文,1篇曾入选ESI热点论文。主要成果分获2013、2017年吉林省科学技术奖一等奖(自然科学奖)。该项目培育教育部创新团队1个,并获得滚动资助,省部级重点实验室2个;培养国家杰出青年科学基金获得者1人、优秀青年科学基金获得者1人、百篇优博指导教师1人;培养百篇优博1人、百篇优博提名1人、中国电子学会优秀学位论文获得者3人。
铜镍金属氧化物异质结纳米结构气体传感器设计与关键技术研究
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
项目所属科学技术领域:该项目研制的气敏传感器可应用于CO气体、瓦斯气体、煤气、Hsub2/sub这S气体、还原性有害有机气体以及酒精等气体检测。项目属于电子信息领域,涉及半导体材料、半导体技术、敏感电子学、信号检测等领域。主要技术内容:将气体种类及与浓度有关的信息转换成电信号,根据电信号的强弱获得与待测气体在环境中的存在情况有关的信息,进而通过接口电路与计算机组成自动检测、控制和报警系统进行检测、监控、报警。授权专利情况:获得已授权发明专利一项(ZL20141033779.1)。技术经济指标:灵敏度高,选择性较好;检测浓度下极限低(100ppm);简化了制造工艺,对制造环境的要求不高;产品成本低;CuO基(In doped CuO、CuO/NiOx、ZnO-CuO、CQDs-TiOsub2/sub/CuO)传感器工作温度与功耗低;对湿度不敏感,性能稳定。应用推广及效益:该产品关键技术在天水天嘉电子有限公司、天水天光半导体有限责任公司、甘肃省科学院传感技术研究所、天水华天传感器公司、兰州海红技术股份有限公司、天水华洋电子科技股份有限公司、甘肃赛智信息技术有限公司相关传感器件、模块及系统上应用,效果良好,性能均有明显改善。近三年(2017、2018、2019)为企业新增销售额5572.3万元、新增利润1285.27万元、新增税收321.48万元。
石墨烯基氧化锌纳米复合材料气体传感器研究
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
由于ZnO具有稳定的化学稳定性能,灵敏度较高的有毒、可燃气体感知性,在传感器领域有很大的应用价值。而其多样的形貌特征,可以使其具有较大的比表面积;多种掺杂形式以及化学改性,可以提高传感器的选择性、灵敏度。而Graphene所具有的电学、力学特性,以及与ZnO同样较大的比表面积,能够进一步提升ZnO基传感器的灵敏度。本项目在衬底上使用化学气相沉积法(CVD)直接生长Graphene薄膜,再使用磁控溅射法继续生长ZnO薄膜,制备出将Graphene作为ZnO与衬底材料之间的缓冲层材料为目标的纳米复合材料,并开展了光学和气敏传感性能的研究。随后,以此为基础,使用水(溶剂)热法在ZnO/Graphene复合薄膜上进一步生长ZnO/Graphene纳米棒阵列,进行了场发射和气敏传感性能的研究。最后,在此基础上,进行金属离子掺杂,开展了进一步提高复合材料的场发射和气敏传感性能的研究。除此,本项目还研发了氧化锌和氧化铜纳米材料气敏传感器,测试了其气敏性能。 (1)化学气相沉积法(CVD)制备Graphene薄膜:以铜片(Cu)作为催化衬底,使用CVD法,进行正交实验。经过对得到的Graphene薄膜样品Raman测试结果进行极差分析后,改进制备工艺。在CH4流量:10 sccm,CH4和H2的流量比:1/10,温度:1000 ℃,通气时间:5 min的参数条件下,可控制备出大面积、高结晶质量、低缺陷密度的少层Graphene薄膜 (2)磁控溅射法制备ZnO和ZnO/Graphene复合薄膜:采用磁控溅射法以相同工艺分别在Cu衬底及沉积有Graphene作为缓冲层的Cu衬底上制备ZnO/Graphene复合薄膜,进行单因素实验。通过对结构、形貌、沉积速率、沉积机理和化学成键的结果表征、对比、分析后,证明了用Graphene作为缓冲层可以提高ZnO薄膜结晶质量。在衬底温度:30 ℃,功率:350 W,工作气压:6.5 Pa,Ar和O2流量比:40/10 sccm,退火温度:500 ℃的工艺条件下,可控制备出结晶质量相对较好的ZnO/Graphene复合薄膜 (3)水热法制备ZnO/Graphene纳米棒阵列及光电性能:在ZnO/Graphene复合薄膜上采用水热法,进行单因素实验。通过结构、形貌、光电性能的结果表征、分析后,在反应温度:100 ℃,OH-和Zn2+浓度比:22,Zn2+浓度:0.02 mol/L,反应时间为:180 min的参数条件下,可控制备出结晶质量优良的ZnO/Graphene纳米棒阵列。并根据XPS表征分析,研究其生长机理,进一步确定了在有Graphene作为缓冲层的情况下,ZnO/Graphene纳米棒阵列的场发射性能得到提高,开启电场:1.93 V/ m,场增强因子:9540 (4)掺杂的ZnO/Graphene纳米棒阵列及光电性能:分别选取Al、Cu、Ba等金属元素,并按照0 %、2 %、4 %、6 %、8 %的浓度对ZnO/Graphene纳米棒阵列进行掺杂。通过对掺杂后的ZnO/Graphene纳米棒阵列进行XRD、EDS、SEM、XPS、PL测试和表征,最终分析了Al:6 %、Cu:4 %、Ba:2 %掺杂的ZnO/Graphene纳米棒阵列的场发射性能。当掺杂浓度为Al:6 %时,开启电场:1.51 V/ m,场增强因子:11264;Cu:4 %时,开启电场:1.80 V/ m,场增强因子:10076;Ba:2 %时,开启电场:2.68V/ m,场增强因子:6973,且掺杂Al:6 %时的场发射性能优于掺杂Cu、Ba的样品 (5)论文采用水热法实验研究了CuO 纳米球材料的制备工艺,研究了反应温度、反应时间对 CuO纳米球 结构和性能的影响,以及不同剂量表面活性剂(PEG)对CuO 纳米球材料的结构、形貌的影响。讨论了不同结构、形貌的 CuO 纳米球气敏传感器关于 NO2气体的气敏性的差异。。当NO2气体浓度的浓度为10 ppm时,CuO纳米花材料气敏传感器的气敏响应度为45.5%,气敏响应时间为6 s,恢复时间为9 s。
高性能气体传感器原理、材料和可靠性研究
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
该项目系统地研究了高性能气体传感器的原理和材料,并针对气体传感器进行了可靠性的研究。提出了“气体传感器的互补反馈和互补增强原理”和组合气体传感器,在理论上给出了证明;用不同的材料和气体传感器结构的组合,获得了具有高选择性和高灵敏度的气体传感器;在国内外首次进行了气体传感器失效分布试验研究,以及气体传感器可靠性评价的研究;对传统气体敏感材料进行掺杂改性或热处理,研制出了性能优良的气体传感器。
基于场效应晶体管结构的气体传感器及其制备方法
成熟度:正在研发
技术类型:发明
应用行业:信息传输、软件和信息技术服务业
技术简介
本发明公开了一种基于场效应晶体管结构的气体传感器及其制备方法。该气体传感器包括基底层、栅绝缘层、有源层、源电极和漏电极,所述栅绝缘层与有源层连接,栅绝缘层与有源层设置于基底层之间,栅电极、源电极和漏电极分别设置于基底层上,所述栅绝缘层由具有微结构的绝缘材料组成;所述具有微结构的绝缘材料为氧化物或绝缘聚合物。本发明通过在绝缘材料上构造微结构而制备栅绝缘层,当往上述微结构的栅绝缘层里通入气体时,栅绝缘层的电容发生变化,进而引起场效应晶体管性能的改变,从而达到气体检测的目的。本发明的气体传感器检测范围广,可实现多种气体的检测。得到的气体传感器的体积小,可以减小检测器件的体积和成本,有较好的应用前景。
找到63项技术成果数据。
找技术 >低浓度毒性气体传感器—NO2气体传感器
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
低浓度NO2气体传感器属国家“九.五”重点科技攻关项目。该传感器利用电化学控制电位电解的基本原理,三电极酸性体系,将传感器的工作电极控制在一定电位下,NO2在工作电极上还原,NO2^+2H^++2e→NO+H2O,利用所产生的还原电流进行定量。选用金作为工作电极的催化剂,采用独特的胶体金催化剂制备工艺,金粒子小,催化活性高,提高了传感器的灵敏度。采用先进的电极制备及处理技术,提高了长期稳定性。选择适宜的控制电位降低了底电流和响应时间。排除了SO2的干扰,提高了选择性。设计了新型结构解决了漏液问题,延长了使用寿命。传感器性能达到了国际九十年代的先进水平,国内领先。NO2气体传感器的研制成功为我国环保监测,安全,军事,化工自动控制等重要领域提供了手段,解决了我国的急需,产生了较大的经济效益,社会效益,军事效益和环境效益。
一种基于宏观尺度ZnO单晶材料的气体传感器
成熟度:正在研发
技术类型:发明
应用行业:制造业
技术简介
技术投资分析:本发明涉及一种基于宏观尺度ZnO单晶材料的气体传感器,属于传感器制造的技术领域。包括:基底、金属电极层、传感导电体和外接电路,其中传感导电体为宏观尺度ZnO单晶材料,通过热蒸发法大规模生产的宏观尺度ZnO单晶材料,该材料由直径为60~800nm的ZnO纳米杆自然生长而成,将其用银浆粘在金属电极层上。技术的应用领域前景分析:本发明的制备方法简单易行,重复性好,原料容易得到,制备成本低廉,非常适于用来制备大量的ZnO气体传感器,有望在工业安全等领域获得重要应用。效益分析:本技术市场应用范围广,成本低,利润高,效益可观。厂房条件建议:无备注:无
氮化镓气体传感器
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
p 技术原理 气体传感器被应用于多种环境,在不断地更新换代中,半导体气体传感器由于其相对低廉的制造成本和优异的性能,被广泛关注。传统半导体气体传感器大多以硅作为基底,使得这些器件受到硅材料本身特性限制,如高温特性差、抗辐照能力差等。氮化镓气体传感器是基于传统氮化镓高电子迁移率晶体管(GaN HEMT)所制作的场效应气体传感器。它凭借氮化镓相对于硅的材料优势,以及GaN/AlGaN异质结产生的高电子迁移率,能实现硅基气体传感器所无法实现的高温气体传感器应用,填补了业界的空白。 技术先进性氮化镓(GaN)作为新一代半导体材料,通过GaN/AlGaN异质结产生的二维电子气(2DEG)实现源漏极的电子输运,可以很好的降低高温对其电学特性的影响。此外,功能性的栅极金属是氮化镓气体传感器的关键所在,通过待测气体与栅极金属表面的反应、降解,影响栅极附近的二维电子气浓度,从而可以灵敏地探测出电场变化,实现对气体的探测。相较于传统半导体气体探测器,氮化镓气体传感器凭借材料特性实现了以往不能实现的高温应用,为汽车、工厂、实验室、极端环境探测等多种行业的安全提供了保障。应用市场汽车尾气探测、实验室气体检测、工厂高温区气体探测、极端环境气体探测等。可探测气体:H2S,H2,NO2等。 img title="e:\k8008\qiuchengcai\桌面\成果图片\南科大成果图片\传感器\图片10.png" alt="e:\k8008\qiuchengcai\桌面\成果图片\南科大成果图片\传感器\图片10.png" src="https://ue-upload.1633.com/2020/0427/1120477793226.png"/ /p
超声辅助型高灵敏度氧化物气体传感器
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
p 一、 成果简介氧化物气体传感器具有成本低、环境适应性好、寿命长、响应恢复快、易规模化制造 以及易微型化与集成化等优点,因此相关行业正尝试利用改进型的氧化物传感器实现高灵 敏度气体传感,以便在低浓度气体传感领域,降低传感器的价格、改善其环境适应性、延 长其使用寿命并拓展其应用范围。本技术中的超声辅助型氧化物气体传感器利用超声分子 操控技术大幅度提高氧化物气体传感器的敏感度。我们的样机测试表明:与传统的氧化物 气体传感器相比,超声辅助型氧化物气体传感器的敏感度一般要高一个数量级。本技术提 供了一种低成本的提升氧化物气体传感器灵敏度并大幅度降低其检测下限的有效方法。二、 主要技术指标1.把已商业化的氧化物气体传感器(如MQ-6)的敏感度提高一个数量级以上。2.把已商业化的氧化物气体传感器(如MQ-6)的检测下限拓展到ppb级别。3.超声辅助型高灵敏度氧化物气体传感器的功耗控制1.25W以下。4.产品对VOCs、NOx、H2S、NH3和H2等各种还原性和氧化性气体均有效果。5.产品集成过程不产生有毒有害物质,绿色环保。 /p
精密自动配气与气体传感器标定系统
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
气体传感器是一种检测气体中的特定成份和浓度并转换成电信号的器件,已广泛应用于军事、化工、医学、交通、环保、安全、质检、防伪等领域,用来检测环境中各种低浓度的有毒、有害气体。高精度、自动化的精密配气系统和气体传感器标定系统是科技和工业界开发和使用气体传感器的重要基础性装备。技术创新:该系统主要由计算机及控制与标定软件、精密混合配气子系统、温湿度控制子系统、测量电路等部分组成,实现精密混合配气和对气体传感器性能的准确测试与标定。专利情况:已经投入某企业应用。相应知识产权正在申报中。应用领域:各类企业和实验室精密配气需要以及各类气体传感器标定或性能自动化测试,市场应用较广。技术指标:高精度地实现多种常见测试气体在常规和极端温度、湿度和测试浓度范围内的配气,配气精度<±1%、ppm级;可同时测试多支气体传感器所有技术参数;(3)实时采集、存储、显示气体传感器的动态响应信号、配气浓度信号等,提供报表打印等多种功能。市场前景:市场应用较广。合作方式:联合推广。
氧化物半导体微纳结构设计、功能调控及气体传感器构筑
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
传感器作为信息获取的手段,处于信息技术链条的最前端。氧化物半导体气体传感器是最重要的化学量传感器,一直是国际研究前沿与热点。氧化物半导体感知气体时,涉及表面反应与载流子授受、载流子在多晶体中的传输以及敏感体利用效率等复杂物理化学过程,髙度依赖于材料组成、尺寸、微纳结构和表界面状态。存在的主要难题是:(1)大尺寸材料难以提升灵敏度;(2)单一氧化物半导体增感效果严重受限;(3)本质安全传感器的设计原理尚未突破。该项目针对上述挑战,在国家重大重点项目的持续支持下,聚焦氧化物半导体的尺度、微纳结构、微纳空间、组分和结合形态以及活化方法与传感功能的关系,开展深入系统研究,取得如下重要发现:1.发现了氧化物半导体纳米尺寸、微纳结构和空间的增感效应,建立了调控尺寸、维度、组装形态和微纳空间的增感策略。发现了氧化物半导体在一定尺度范围内,灵敏度随晶粒直径减小而单调增大的尺寸增感效应,为构建纳米传感器寻找到科学依据;构筑了由不同结构单元组装的新颖分等级结构,明晰了高活性表面、髙效载流子通路和高度通透结构的协同作用是提升灵敏度的主要原因;提出了利用纳米空间的高效识别能力提高灵敏度和选择性的新方法。2.提出了氧化物半导体纳米结构原位复合、掺杂和表面修饰的传感功能调控方法。提出了利用微纳异质接触实现增感的思想,构建了氧化物半导体间、氧化物半导体与石墨烯、贵金属间的微纳异质接触,显著增强了传感功能;发展了原位掺杂的增感方法,调控缺陷形态、载流子浓度、表面氧空位密度、氧化活性和酸碱度;提出了表面修饰增感方法,提升了识别能力和转换功能。所建立的第二组分介入增感策略,丰富了半导体氧化物传感功能调控方法与技术。3.提出了紫外光活化氧化物半导体的新机理,构建了本质安全的新型室温气体传感器。氧化物半导体一般通过加热活化,但是热活化方式不仅功耗高,而且容易引爆气体,是一种非本质安全活化方法。该项目提出用紫外光代替加热活化氧化物半导体的思想,构建了由光催化剂和氧化物半导体组成的光增感材料体系,利用中空结构的“光阱效应”和背反射器件结构提高光利用效率,成功研制出紫外光增强型室温传感器,为构建本质安全传感器提供了新原理。该项目成果发表SCI检索论文207篇,包括中科院1区论文106篇、传感器领域国际顶级期刊Sens.Actuators B论文82篇。8篇代表性论文Chem.Rev.(IF=52.613)、Energy Environ.Sci.(IF=30.067)、Adv.Mater.(IF=21.96)等等高水平期刊SCI他引1266次,单篇最高SCI他引453次,其中4篇曾入选ESI高被引论文,1篇曾入选ESI热点论文。主要成果分获2013、2017年吉林省科学技术奖一等奖(自然科学奖)。该项目培育教育部创新团队1个,并获得滚动资助,省部级重点实验室2个;培养国家杰出青年科学基金获得者1人、优秀青年科学基金获得者1人、百篇优博指导教师1人;培养百篇优博1人、百篇优博提名1人、中国电子学会优秀学位论文获得者3人。
铜镍金属氧化物异质结纳米结构气体传感器设计与关键技术研究
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
项目所属科学技术领域:该项目研制的气敏传感器可应用于CO气体、瓦斯气体、煤气、Hsub2/sub这S气体、还原性有害有机气体以及酒精等气体检测。项目属于电子信息领域,涉及半导体材料、半导体技术、敏感电子学、信号检测等领域。主要技术内容:将气体种类及与浓度有关的信息转换成电信号,根据电信号的强弱获得与待测气体在环境中的存在情况有关的信息,进而通过接口电路与计算机组成自动检测、控制和报警系统进行检测、监控、报警。授权专利情况:获得已授权发明专利一项(ZL20141033779.1)。技术经济指标:灵敏度高,选择性较好;检测浓度下极限低(100ppm);简化了制造工艺,对制造环境的要求不高;产品成本低;CuO基(In doped CuO、CuO/NiOx、ZnO-CuO、CQDs-TiOsub2/sub/CuO)传感器工作温度与功耗低;对湿度不敏感,性能稳定。应用推广及效益:该产品关键技术在天水天嘉电子有限公司、天水天光半导体有限责任公司、甘肃省科学院传感技术研究所、天水华天传感器公司、兰州海红技术股份有限公司、天水华洋电子科技股份有限公司、甘肃赛智信息技术有限公司相关传感器件、模块及系统上应用,效果良好,性能均有明显改善。近三年(2017、2018、2019)为企业新增销售额5572.3万元、新增利润1285.27万元、新增税收321.48万元。
石墨烯基氧化锌纳米复合材料气体传感器研究
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
由于ZnO具有稳定的化学稳定性能,灵敏度较高的有毒、可燃气体感知性,在传感器领域有很大的应用价值。而其多样的形貌特征,可以使其具有较大的比表面积;多种掺杂形式以及化学改性,可以提高传感器的选择性、灵敏度。而Graphene所具有的电学、力学特性,以及与ZnO同样较大的比表面积,能够进一步提升ZnO基传感器的灵敏度。本项目在衬底上使用化学气相沉积法(CVD)直接生长Graphene薄膜,再使用磁控溅射法继续生长ZnO薄膜,制备出将Graphene作为ZnO与衬底材料之间的缓冲层材料为目标的纳米复合材料,并开展了光学和气敏传感性能的研究。随后,以此为基础,使用水(溶剂)热法在ZnO/Graphene复合薄膜上进一步生长ZnO/Graphene纳米棒阵列,进行了场发射和气敏传感性能的研究。最后,在此基础上,进行金属离子掺杂,开展了进一步提高复合材料的场发射和气敏传感性能的研究。除此,本项目还研发了氧化锌和氧化铜纳米材料气敏传感器,测试了其气敏性能。 (1)化学气相沉积法(CVD)制备Graphene薄膜:以铜片(Cu)作为催化衬底,使用CVD法,进行正交实验。经过对得到的Graphene薄膜样品Raman测试结果进行极差分析后,改进制备工艺。在CH4流量:10 sccm,CH4和H2的流量比:1/10,温度:1000 ℃,通气时间:5 min的参数条件下,可控制备出大面积、高结晶质量、低缺陷密度的少层Graphene薄膜 (2)磁控溅射法制备ZnO和ZnO/Graphene复合薄膜:采用磁控溅射法以相同工艺分别在Cu衬底及沉积有Graphene作为缓冲层的Cu衬底上制备ZnO/Graphene复合薄膜,进行单因素实验。通过对结构、形貌、沉积速率、沉积机理和化学成键的结果表征、对比、分析后,证明了用Graphene作为缓冲层可以提高ZnO薄膜结晶质量。在衬底温度:30 ℃,功率:350 W,工作气压:6.5 Pa,Ar和O2流量比:40/10 sccm,退火温度:500 ℃的工艺条件下,可控制备出结晶质量相对较好的ZnO/Graphene复合薄膜 (3)水热法制备ZnO/Graphene纳米棒阵列及光电性能:在ZnO/Graphene复合薄膜上采用水热法,进行单因素实验。通过结构、形貌、光电性能的结果表征、分析后,在反应温度:100 ℃,OH-和Zn2+浓度比:22,Zn2+浓度:0.02 mol/L,反应时间为:180 min的参数条件下,可控制备出结晶质量优良的ZnO/Graphene纳米棒阵列。并根据XPS表征分析,研究其生长机理,进一步确定了在有Graphene作为缓冲层的情况下,ZnO/Graphene纳米棒阵列的场发射性能得到提高,开启电场:1.93 V/ m,场增强因子:9540 (4)掺杂的ZnO/Graphene纳米棒阵列及光电性能:分别选取Al、Cu、Ba等金属元素,并按照0 %、2 %、4 %、6 %、8 %的浓度对ZnO/Graphene纳米棒阵列进行掺杂。通过对掺杂后的ZnO/Graphene纳米棒阵列进行XRD、EDS、SEM、XPS、PL测试和表征,最终分析了Al:6 %、Cu:4 %、Ba:2 %掺杂的ZnO/Graphene纳米棒阵列的场发射性能。当掺杂浓度为Al:6 %时,开启电场:1.51 V/ m,场增强因子:11264;Cu:4 %时,开启电场:1.80 V/ m,场增强因子:10076;Ba:2 %时,开启电场:2.68V/ m,场增强因子:6973,且掺杂Al:6 %时的场发射性能优于掺杂Cu、Ba的样品 (5)论文采用水热法实验研究了CuO 纳米球材料的制备工艺,研究了反应温度、反应时间对 CuO纳米球 结构和性能的影响,以及不同剂量表面活性剂(PEG)对CuO 纳米球材料的结构、形貌的影响。讨论了不同结构、形貌的 CuO 纳米球气敏传感器关于 NO2气体的气敏性的差异。。当NO2气体浓度的浓度为10 ppm时,CuO纳米花材料气敏传感器的气敏响应度为45.5%,气敏响应时间为6 s,恢复时间为9 s。
高性能气体传感器原理、材料和可靠性研究
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
该项目系统地研究了高性能气体传感器的原理和材料,并针对气体传感器进行了可靠性的研究。提出了“气体传感器的互补反馈和互补增强原理”和组合气体传感器,在理论上给出了证明;用不同的材料和气体传感器结构的组合,获得了具有高选择性和高灵敏度的气体传感器;在国内外首次进行了气体传感器失效分布试验研究,以及气体传感器可靠性评价的研究;对传统气体敏感材料进行掺杂改性或热处理,研制出了性能优良的气体传感器。
基于场效应晶体管结构的气体传感器及其制备方法
成熟度:正在研发
技术类型:发明
应用行业:信息传输、软件和信息技术服务业
技术简介
本发明公开了一种基于场效应晶体管结构的气体传感器及其制备方法。该气体传感器包括基底层、栅绝缘层、有源层、源电极和漏电极,所述栅绝缘层与有源层连接,栅绝缘层与有源层设置于基底层之间,栅电极、源电极和漏电极分别设置于基底层上,所述栅绝缘层由具有微结构的绝缘材料组成;所述具有微结构的绝缘材料为氧化物或绝缘聚合物。本发明通过在绝缘材料上构造微结构而制备栅绝缘层,当往上述微结构的栅绝缘层里通入气体时,栅绝缘层的电容发生变化,进而引起场效应晶体管性能的改变,从而达到气体检测的目的。本发明的气体传感器检测范围广,可实现多种气体的检测。得到的气体传感器的体积小,可以减小检测器件的体积和成本,有较好的应用前景。
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找技术 >低浓度毒性气体传感器—NO2气体传感器
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
低浓度NO2气体传感器属国家“九.五”重点科技攻关项目。该传感器利用电化学控制电位电解的基本原理,三电极酸性体系,将传感器的工作电极控制在一定电位下,NO2在工作电极上还原,NO2^+2H^++2e→NO+H2O,利用所产生的还原电流进行定量。选用金作为工作电极的催化剂,采用独特的胶体金催化剂制备工艺,金粒子小,催化活性高,提高了传感器的灵敏度。采用先进的电极制备及处理技术,提高了长期稳定性。选择适宜的控制电位降低了底电流和响应时间。排除了SO2的干扰,提高了选择性。设计了新型结构解决了漏液问题,延长了使用寿命。传感器性能达到了国际九十年代的先进水平,国内领先。NO2气体传感器的研制成功为我国环保监测,安全,军事,化工自动控制等重要领域提供了手段,解决了我国的急需,产生了较大的经济效益,社会效益,军事效益和环境效益。
一种基于宏观尺度ZnO单晶材料的气体传感器
成熟度:正在研发
技术类型:发明
应用行业:制造业
技术简介
技术投资分析:本发明涉及一种基于宏观尺度ZnO单晶材料的气体传感器,属于传感器制造的技术领域。包括:基底、金属电极层、传感导电体和外接电路,其中传感导电体为宏观尺度ZnO单晶材料,通过热蒸发法大规模生产的宏观尺度ZnO单晶材料,该材料由直径为60~800nm的ZnO纳米杆自然生长而成,将其用银浆粘在金属电极层上。技术的应用领域前景分析:本发明的制备方法简单易行,重复性好,原料容易得到,制备成本低廉,非常适于用来制备大量的ZnO气体传感器,有望在工业安全等领域获得重要应用。效益分析:本技术市场应用范围广,成本低,利润高,效益可观。厂房条件建议:无备注:无
氮化镓气体传感器
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
p 技术原理 气体传感器被应用于多种环境,在不断地更新换代中,半导体气体传感器由于其相对低廉的制造成本和优异的性能,被广泛关注。传统半导体气体传感器大多以硅作为基底,使得这些器件受到硅材料本身特性限制,如高温特性差、抗辐照能力差等。氮化镓气体传感器是基于传统氮化镓高电子迁移率晶体管(GaN HEMT)所制作的场效应气体传感器。它凭借氮化镓相对于硅的材料优势,以及GaN/AlGaN异质结产生的高电子迁移率,能实现硅基气体传感器所无法实现的高温气体传感器应用,填补了业界的空白。 技术先进性氮化镓(GaN)作为新一代半导体材料,通过GaN/AlGaN异质结产生的二维电子气(2DEG)实现源漏极的电子输运,可以很好的降低高温对其电学特性的影响。此外,功能性的栅极金属是氮化镓气体传感器的关键所在,通过待测气体与栅极金属表面的反应、降解,影响栅极附近的二维电子气浓度,从而可以灵敏地探测出电场变化,实现对气体的探测。相较于传统半导体气体探测器,氮化镓气体传感器凭借材料特性实现了以往不能实现的高温应用,为汽车、工厂、实验室、极端环境探测等多种行业的安全提供了保障。应用市场汽车尾气探测、实验室气体检测、工厂高温区气体探测、极端环境气体探测等。可探测气体:H2S,H2,NO2等。 img title="e:\k8008\qiuchengcai\桌面\成果图片\南科大成果图片\传感器\图片10.png" alt="e:\k8008\qiuchengcai\桌面\成果图片\南科大成果图片\传感器\图片10.png" src="https://ue-upload.1633.com/2020/0427/1120477793226.png"/ /p
超声辅助型高灵敏度氧化物气体传感器
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
p 一、 成果简介氧化物气体传感器具有成本低、环境适应性好、寿命长、响应恢复快、易规模化制造 以及易微型化与集成化等优点,因此相关行业正尝试利用改进型的氧化物传感器实现高灵 敏度气体传感,以便在低浓度气体传感领域,降低传感器的价格、改善其环境适应性、延 长其使用寿命并拓展其应用范围。本技术中的超声辅助型氧化物气体传感器利用超声分子 操控技术大幅度提高氧化物气体传感器的敏感度。我们的样机测试表明:与传统的氧化物 气体传感器相比,超声辅助型氧化物气体传感器的敏感度一般要高一个数量级。本技术提 供了一种低成本的提升氧化物气体传感器灵敏度并大幅度降低其检测下限的有效方法。二、 主要技术指标1.把已商业化的氧化物气体传感器(如MQ-6)的敏感度提高一个数量级以上。2.把已商业化的氧化物气体传感器(如MQ-6)的检测下限拓展到ppb级别。3.超声辅助型高灵敏度氧化物气体传感器的功耗控制1.25W以下。4.产品对VOCs、NOx、H2S、NH3和H2等各种还原性和氧化性气体均有效果。5.产品集成过程不产生有毒有害物质,绿色环保。 /p
精密自动配气与气体传感器标定系统
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
气体传感器是一种检测气体中的特定成份和浓度并转换成电信号的器件,已广泛应用于军事、化工、医学、交通、环保、安全、质检、防伪等领域,用来检测环境中各种低浓度的有毒、有害气体。高精度、自动化的精密配气系统和气体传感器标定系统是科技和工业界开发和使用气体传感器的重要基础性装备。技术创新:该系统主要由计算机及控制与标定软件、精密混合配气子系统、温湿度控制子系统、测量电路等部分组成,实现精密混合配气和对气体传感器性能的准确测试与标定。专利情况:已经投入某企业应用。相应知识产权正在申报中。应用领域:各类企业和实验室精密配气需要以及各类气体传感器标定或性能自动化测试,市场应用较广。技术指标:高精度地实现多种常见测试气体在常规和极端温度、湿度和测试浓度范围内的配气,配气精度<±1%、ppm级;可同时测试多支气体传感器所有技术参数;(3)实时采集、存储、显示气体传感器的动态响应信号、配气浓度信号等,提供报表打印等多种功能。市场前景:市场应用较广。合作方式:联合推广。
氧化物半导体微纳结构设计、功能调控及气体传感器构筑
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
传感器作为信息获取的手段,处于信息技术链条的最前端。氧化物半导体气体传感器是最重要的化学量传感器,一直是国际研究前沿与热点。氧化物半导体感知气体时,涉及表面反应与载流子授受、载流子在多晶体中的传输以及敏感体利用效率等复杂物理化学过程,髙度依赖于材料组成、尺寸、微纳结构和表界面状态。存在的主要难题是:(1)大尺寸材料难以提升灵敏度;(2)单一氧化物半导体增感效果严重受限;(3)本质安全传感器的设计原理尚未突破。该项目针对上述挑战,在国家重大重点项目的持续支持下,聚焦氧化物半导体的尺度、微纳结构、微纳空间、组分和结合形态以及活化方法与传感功能的关系,开展深入系统研究,取得如下重要发现:1.发现了氧化物半导体纳米尺寸、微纳结构和空间的增感效应,建立了调控尺寸、维度、组装形态和微纳空间的增感策略。发现了氧化物半导体在一定尺度范围内,灵敏度随晶粒直径减小而单调增大的尺寸增感效应,为构建纳米传感器寻找到科学依据;构筑了由不同结构单元组装的新颖分等级结构,明晰了高活性表面、髙效载流子通路和高度通透结构的协同作用是提升灵敏度的主要原因;提出了利用纳米空间的高效识别能力提高灵敏度和选择性的新方法。2.提出了氧化物半导体纳米结构原位复合、掺杂和表面修饰的传感功能调控方法。提出了利用微纳异质接触实现增感的思想,构建了氧化物半导体间、氧化物半导体与石墨烯、贵金属间的微纳异质接触,显著增强了传感功能;发展了原位掺杂的增感方法,调控缺陷形态、载流子浓度、表面氧空位密度、氧化活性和酸碱度;提出了表面修饰增感方法,提升了识别能力和转换功能。所建立的第二组分介入增感策略,丰富了半导体氧化物传感功能调控方法与技术。3.提出了紫外光活化氧化物半导体的新机理,构建了本质安全的新型室温气体传感器。氧化物半导体一般通过加热活化,但是热活化方式不仅功耗高,而且容易引爆气体,是一种非本质安全活化方法。该项目提出用紫外光代替加热活化氧化物半导体的思想,构建了由光催化剂和氧化物半导体组成的光增感材料体系,利用中空结构的“光阱效应”和背反射器件结构提高光利用效率,成功研制出紫外光增强型室温传感器,为构建本质安全传感器提供了新原理。该项目成果发表SCI检索论文207篇,包括中科院1区论文106篇、传感器领域国际顶级期刊Sens.Actuators B论文82篇。8篇代表性论文Chem.Rev.(IF=52.613)、Energy Environ.Sci.(IF=30.067)、Adv.Mater.(IF=21.96)等等高水平期刊SCI他引1266次,单篇最高SCI他引453次,其中4篇曾入选ESI高被引论文,1篇曾入选ESI热点论文。主要成果分获2013、2017年吉林省科学技术奖一等奖(自然科学奖)。该项目培育教育部创新团队1个,并获得滚动资助,省部级重点实验室2个;培养国家杰出青年科学基金获得者1人、优秀青年科学基金获得者1人、百篇优博指导教师1人;培养百篇优博1人、百篇优博提名1人、中国电子学会优秀学位论文获得者3人。
铜镍金属氧化物异质结纳米结构气体传感器设计与关键技术研究
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
项目所属科学技术领域:该项目研制的气敏传感器可应用于CO气体、瓦斯气体、煤气、Hsub2/sub这S气体、还原性有害有机气体以及酒精等气体检测。项目属于电子信息领域,涉及半导体材料、半导体技术、敏感电子学、信号检测等领域。主要技术内容:将气体种类及与浓度有关的信息转换成电信号,根据电信号的强弱获得与待测气体在环境中的存在情况有关的信息,进而通过接口电路与计算机组成自动检测、控制和报警系统进行检测、监控、报警。授权专利情况:获得已授权发明专利一项(ZL20141033779.1)。技术经济指标:灵敏度高,选择性较好;检测浓度下极限低(100ppm);简化了制造工艺,对制造环境的要求不高;产品成本低;CuO基(In doped CuO、CuO/NiOx、ZnO-CuO、CQDs-TiOsub2/sub/CuO)传感器工作温度与功耗低;对湿度不敏感,性能稳定。应用推广及效益:该产品关键技术在天水天嘉电子有限公司、天水天光半导体有限责任公司、甘肃省科学院传感技术研究所、天水华天传感器公司、兰州海红技术股份有限公司、天水华洋电子科技股份有限公司、甘肃赛智信息技术有限公司相关传感器件、模块及系统上应用,效果良好,性能均有明显改善。近三年(2017、2018、2019)为企业新增销售额5572.3万元、新增利润1285.27万元、新增税收321.48万元。
石墨烯基氧化锌纳米复合材料气体传感器研究
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
由于ZnO具有稳定的化学稳定性能,灵敏度较高的有毒、可燃气体感知性,在传感器领域有很大的应用价值。而其多样的形貌特征,可以使其具有较大的比表面积;多种掺杂形式以及化学改性,可以提高传感器的选择性、灵敏度。而Graphene所具有的电学、力学特性,以及与ZnO同样较大的比表面积,能够进一步提升ZnO基传感器的灵敏度。本项目在衬底上使用化学气相沉积法(CVD)直接生长Graphene薄膜,再使用磁控溅射法继续生长ZnO薄膜,制备出将Graphene作为ZnO与衬底材料之间的缓冲层材料为目标的纳米复合材料,并开展了光学和气敏传感性能的研究。随后,以此为基础,使用水(溶剂)热法在ZnO/Graphene复合薄膜上进一步生长ZnO/Graphene纳米棒阵列,进行了场发射和气敏传感性能的研究。最后,在此基础上,进行金属离子掺杂,开展了进一步提高复合材料的场发射和气敏传感性能的研究。除此,本项目还研发了氧化锌和氧化铜纳米材料气敏传感器,测试了其气敏性能。 (1)化学气相沉积法(CVD)制备Graphene薄膜:以铜片(Cu)作为催化衬底,使用CVD法,进行正交实验。经过对得到的Graphene薄膜样品Raman测试结果进行极差分析后,改进制备工艺。在CH4流量:10 sccm,CH4和H2的流量比:1/10,温度:1000 ℃,通气时间:5 min的参数条件下,可控制备出大面积、高结晶质量、低缺陷密度的少层Graphene薄膜 (2)磁控溅射法制备ZnO和ZnO/Graphene复合薄膜:采用磁控溅射法以相同工艺分别在Cu衬底及沉积有Graphene作为缓冲层的Cu衬底上制备ZnO/Graphene复合薄膜,进行单因素实验。通过对结构、形貌、沉积速率、沉积机理和化学成键的结果表征、对比、分析后,证明了用Graphene作为缓冲层可以提高ZnO薄膜结晶质量。在衬底温度:30 ℃,功率:350 W,工作气压:6.5 Pa,Ar和O2流量比:40/10 sccm,退火温度:500 ℃的工艺条件下,可控制备出结晶质量相对较好的ZnO/Graphene复合薄膜 (3)水热法制备ZnO/Graphene纳米棒阵列及光电性能:在ZnO/Graphene复合薄膜上采用水热法,进行单因素实验。通过结构、形貌、光电性能的结果表征、分析后,在反应温度:100 ℃,OH-和Zn2+浓度比:22,Zn2+浓度:0.02 mol/L,反应时间为:180 min的参数条件下,可控制备出结晶质量优良的ZnO/Graphene纳米棒阵列。并根据XPS表征分析,研究其生长机理,进一步确定了在有Graphene作为缓冲层的情况下,ZnO/Graphene纳米棒阵列的场发射性能得到提高,开启电场:1.93 V/ m,场增强因子:9540 (4)掺杂的ZnO/Graphene纳米棒阵列及光电性能:分别选取Al、Cu、Ba等金属元素,并按照0 %、2 %、4 %、6 %、8 %的浓度对ZnO/Graphene纳米棒阵列进行掺杂。通过对掺杂后的ZnO/Graphene纳米棒阵列进行XRD、EDS、SEM、XPS、PL测试和表征,最终分析了Al:6 %、Cu:4 %、Ba:2 %掺杂的ZnO/Graphene纳米棒阵列的场发射性能。当掺杂浓度为Al:6 %时,开启电场:1.51 V/ m,场增强因子:11264;Cu:4 %时,开启电场:1.80 V/ m,场增强因子:10076;Ba:2 %时,开启电场:2.68V/ m,场增强因子:6973,且掺杂Al:6 %时的场发射性能优于掺杂Cu、Ba的样品 (5)论文采用水热法实验研究了CuO 纳米球材料的制备工艺,研究了反应温度、反应时间对 CuO纳米球 结构和性能的影响,以及不同剂量表面活性剂(PEG)对CuO 纳米球材料的结构、形貌的影响。讨论了不同结构、形貌的 CuO 纳米球气敏传感器关于 NO2气体的气敏性的差异。。当NO2气体浓度的浓度为10 ppm时,CuO纳米花材料气敏传感器的气敏响应度为45.5%,气敏响应时间为6 s,恢复时间为9 s。
高性能气体传感器原理、材料和可靠性研究
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
该项目系统地研究了高性能气体传感器的原理和材料,并针对气体传感器进行了可靠性的研究。提出了“气体传感器的互补反馈和互补增强原理”和组合气体传感器,在理论上给出了证明;用不同的材料和气体传感器结构的组合,获得了具有高选择性和高灵敏度的气体传感器;在国内外首次进行了气体传感器失效分布试验研究,以及气体传感器可靠性评价的研究;对传统气体敏感材料进行掺杂改性或热处理,研制出了性能优良的气体传感器。
基于场效应晶体管结构的气体传感器及其制备方法
成熟度:正在研发
技术类型:发明
应用行业:信息传输、软件和信息技术服务业
技术简介
本发明公开了一种基于场效应晶体管结构的气体传感器及其制备方法。该气体传感器包括基底层、栅绝缘层、有源层、源电极和漏电极,所述栅绝缘层与有源层连接,栅绝缘层与有源层设置于基底层之间,栅电极、源电极和漏电极分别设置于基底层上,所述栅绝缘层由具有微结构的绝缘材料组成;所述具有微结构的绝缘材料为氧化物或绝缘聚合物。本发明通过在绝缘材料上构造微结构而制备栅绝缘层,当往上述微结构的栅绝缘层里通入气体时,栅绝缘层的电容发生变化,进而引起场效应晶体管性能的改变,从而达到气体检测的目的。本发明的气体传感器检测范围广,可实现多种气体的检测。得到的气体传感器的体积小,可以减小检测器件的体积和成本,有较好的应用前景。