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金属氧化物半导体气敏材料技术.docx
资料介绍
金属氧化物半导体气敏材料技术
引言
金属氧化物半导体（MOS）气敏材料是应用最广泛的气体传感器敏感材料，通过气体分子在材料表面吸附引起的电阻变化来检测气体浓度。SnO₂、ZnO、WO₃、In₂O₃等是最常用的MOS气敏材料。2025年，通过纳米结构调控和贵金属掺杂，MOS气体传感器的灵敏度、选择性和响应速度得到显著提升，室温工作MOS传感器取得突破。本文系统介绍金属氧化物半导体气敏材料的技术原理及应用。
主要材料体系
SnO₂
最经典的气敏材料，对多种还原性气体（CO、H₂、CH₄、乙醇）敏感。通过掺杂Pd、Pt、Au等贵金属可提高灵敏度和选择性。
ZnO
宽禁带半导体（3.37eV），热稳定性和化学稳定性好，对乙醇、丙酮和H₂等气体敏感。
WO₃
对NO₂、H₂S等氧化性气体具有优异的选择性，检测限可达ppb级。
In₂O₃
高电子迁移率，对O₃和NO₂敏感，适合高灵敏度检测。
传感机理
表面耗尽层模型
在空气中，氧分子吸附在MOS表面并从导带抽取电子，形成耗尽层，电阻升高。当还原性气体与表面氧离子反应时，电子释放回导带，电阻降低。
纳米结构增强
纳米颗粒、纳米线、纳米片等结构提供高比表面积，增加活性位点，提高灵敏度。
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| 810-金属氧化物半导体气敏材料技术.docx | 37K |
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