基于SPR技术的ITO薄膜气敏特性研究

发布时间：2023-05-07 03:44

　　氧化铟锡(ITO)是一种N型半导体材料,相比于其他金属氧化物,ITO具有抗腐蚀、透光率高、导电性好等特点,广泛应用于屏幕显示领域。ITO的两种组成成分In₂O₃与SnO₂都为气敏材料,所以ITO可以作为气敏材料,应用于气敏传感器领域。表面等离子体共振(Surface Plasma Resonance,SPR)是通过光在电介质/金属界面相互作用产生的光学现象。由于高精度、高灵敏度、对检测物无损伤、无需标记,SPR技术被广泛应用于生命科学研究、环境监测和气敏传感等领域。本论文通过仿真与测试对比分析了Au、Ag、Al三种金属的SPR特性曲线,得出Ag膜的SPR特性最佳。在Ag膜上制备ITO薄膜,得到Ag/ITO复合薄膜,研究Ag/ITO复合薄膜的SPR特性。ITO薄膜可以提高其传感特性,并阻止Ag膜氧化。通过仿真计算及实验,获得制备Ag/ITO薄膜的制备工艺及SPR特性。当Ag膜与ITO薄膜的厚度分别为41.23nm和14.84nm,其SPR性能最佳。利用Ag/ITO复合薄膜分别对甲醛、二氧化氮、氨气三种气体进行SPR气敏特性...

【文章页数】：58 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究的目的和意义
    1.2 气敏传感器的发展
    1.3 气敏传感器的分类及结构
        1.3.1 半导体式气敏传感器
        1.3.2 电化学式气敏传感器
        1.3.3 红外吸收式气敏传感器
        1.3.4 接触燃烧式气敏传感器
    1.4 表面等离子体共振的发展
    1.5 研究内容
第2章 SPR传感基本理论
    2.1 ITO的简要介绍
    2.2 SPR基本理论
        2.2.1 SPR传感器的调制方式
        2.2.2 SPR传感器的耦合结构
        2.2.3 SPR的传感原理
    2.3 本章小结
第3章 SPR仿真计算及薄膜制备
    3.1 光学薄膜的数值计算方法
    3.2 薄膜的制备方法和测试装置
        3.2.1 薄膜的制备方法
        3.2.2 SPR角度调制的实验装置
    3.3 金属薄膜的选取与制备
        3.3.1 金属薄膜的SPR仿真与测试
        3.3.2 Ag膜的制备
    3.4 Ag/ITO复合薄膜的制备
        3.4.1 Ag/ITO复合薄膜的SPR仿真
        3.4.2 Ag/ITO复合薄膜的制备与测试
    3.5 薄膜的厚度与介电常数计算
    3.6 本章小结
第4章 Ag/ITO薄膜的气敏特性测试
    4.1 气敏传感器基本理论
    4.2 实验的设计与搭建
    4.3 甲醛的气敏特性测试
        4.3.1 甲醛的制备
        4.3.2 甲醛气敏测试
    4.4 二氧化氮的气敏特性测试
        4.4.1 二氧化氮的制备
        4.4.2 二氧化氮气敏测试
    4.5 氨气的气敏特性测试
        4.5.1 氨气的制备
        4.5.2 氨气的气敏测试
    4.6 三种气体的气敏特性对比
    4.7 本章小结
结论
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文
致谢



本文编号：3810212