通过ALD沉积的TiO2薄膜的高氧敏感性
Aleksei V Almaev1,2, Nikita N Yakovlev1, Dmitry A Almaev1
1Research and Development Center for Advanced Technologies in Microelectronics, National Research Tomsk State University, 634050 Tomsk, Russia.
Micromachines
|October 28, 2023
概括
增强等离子体原子层沉积 (ALD) 显著提高二氧化 (TiO2) 薄膜对氧气,气和二氧化等气体的敏感性. 这些增强的TiO2膜显示出高气体反应,特别是在500°C时.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 纳米技术纳米技术
- 化学工程是化学工程的重要组成部分.
背景情况:
- 二氧化 (TiO2) 是气体传感应用的一个有前途的材料.
- 原子层沉积 (ALD) 提供精确控制薄膜特性.
- 优化TiO2薄膜以提高气体灵敏度对于开发先进传感器至关重要.
研究的目的:
- 为了研究由等离子增强ALD沉积的TiO2薄膜的气体灵敏性和结构性质.
- 为了评估这些薄膜在检测各种气体 (O2,H2,NO2) 在广泛的温度范围内的性能.
- 了解负责增强气体传感能力的潜在机制.
主要方法:
- 在SiO2基板上通过ALD在300°C下使用Tetrakis (((dimethylamido) titanium (((IV) 和氧等离子体沉积TiO2薄膜.
- 沉积的薄膜随后在800°C时被化.
- 气体灵敏度测量是在暴露在30°C至700°C的温度下对O2,H2和NO2进行的.
主要成果:
- 通过ALD沉积的TiO2薄膜对O2 (0.1100体积) 呈现出高反应. %) 和低度的H2和NO2.2.
- 对O2的反应最大 (41.5 arb. 没有.) 没有.) 在500°C和10体积时观察到. % O2 的暴露. % O2 的暴露.
- 对0.1体积的显著反应. % H2 (10.49 树木) 的时间. 没有.) 没有.) 和 7 × 10−4 卷. % NO2 (10.79 个树木) 没有.) 没有.) 在500°C时也被记录下来.
- 由于氧化物化学吸收,薄膜阻力增加,降低传导通道厚度.
结论:
- 用等离子增强的ALD是一种有效的方法,可以提高TiO2薄膜的气体灵敏度.
- 2薄膜在检测O2,H2和NO2方面表现出色,这表明了实际气体传感应用的潜力.
- 该研究表明,TiO2表面存在两种类型的吸附中心 (O2−和O−),影响气体检测机制.
