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選擇性是氣體傳感器的關(guān)鍵性能。如SnO2薄膜對多種氣體都敏感,如何提高SnO2氣敏器件的選擇性和靈敏度一直是研究的重點。主要措施有:在基體材料中加入不同的或金屬氧物催劑,設(shè)置合適的工作溫度,利用過濾設(shè)備或透氣膜外過濾敏感氣體。
非電阻型也是一類較為常見的半導(dǎo)體氣敏器件,這類器件使用方便,無需設(shè)置工作溫度,易于集成,得到了廣泛應(yīng)用。主要有結(jié)型和MOSFET型兩種。 結(jié)型氣敏傳感器件又稱氣敏二極管,這類氣敏器件是利用氣體改變二極管的整流特性來工作的。其結(jié)構(gòu)如下圖左圖所示。它的原理是:Pd對氫氣具有選擇性,它與半導(dǎo)體接觸形成接觸勢壘。當(dāng)二極管加正向偏壓時,從半導(dǎo)體流向金屬的電子將增加,因此正向是導(dǎo)通的。
同體電解質(zhì)在高溫下才會有明顯的導(dǎo)電性。氧鋯(ZrO2)是典型的氣體傳感器的材料。純正的氧鋯在常溫下是單斜晶結(jié)構(gòu),當(dāng)溫度升到1000℃左右時就會發(fā)生同質(zhì)異晶轉(zhuǎn)變,由單斜晶結(jié)構(gòu)變?yōu)槎嗑ЫY(jié)構(gòu),并伴隨體積收縮和吸熱反應(yīng),因此是不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。在ZrO2中摻入穩(wěn)定劑如:堿土氧鈣CaO或稀土氧釔Y2O3,使其成為穩(wěn)定的熒石立方晶體,穩(wěn)定程度與穩(wěn)定劑的濃度有關(guān)。