新型图形化氧化铟锡膜臭氧传感器研发成功
新型图形化氧化铟锡膜臭氧传感器研发成功
中国科学院合肥物质科学研究院联合相关科研单位，近期成功研发出一种基于图形化氧化铟锡膜的臭氧传感器。该传感器以商用氧化铟锡玻璃为材料基础，结合飞秒激光刻蚀与等离子体刻蚀技术，实现了对低浓度臭氧（ppb级别）的精准、快速且稳定的监测。
随着近地面臭氧污染问题日益突出，开发适用于微型化监测的臭氧传感器成为研究热点。传统金属氧化物半导体传感器在实际应用中面临诸多挑战，如外部加热易引发臭氧分解、湿度干扰显著，以及晶圆级批量生产时性能一致性差等问题。为此，研究团队提出了一种自上而下的自加热制造新策略，以提升传感器性能。
该策略采用商用氧化铟锡玻璃作为基底，利用飞秒激光刻蚀技术构建出蛇形电极结构，随后通过氩氢等离子体刻蚀处理，使原本光滑的氧化铟锡薄膜表面粗糙化，从而增强臭氧分子的吸附能力和电荷转移效率。在完成激光切割工艺后，最终制得体积仅为1.4 × 2.1 × 0.3 mm³的微型臭氧传感器。
该传感器具备自加热功能，可在不依赖外部热源的情况下，将敏感区域温度提升至180 ℃，从而避免臭氧在传感器周围因热分解而被消耗。其对臭氧表现出优异的选择性，且受环境湿度影响较小，能够在20–1000 ppb浓度范围内实现高精度检测。实验数据表明，该传感器的监测结果与国际公认的紫外吸收法分析仪之间的相关性达到93.6%。
该传感器的制备流程简洁，具备良好的工艺重复性，有利于实现晶圆级的规模化生产。其稳定的性能和微型化设计，使其在室内外臭氧污染网格化监测系统中具有广阔的应用前景。
相关研究成果已发表于《纳米快报》（Nano Letters）杂志。研究工作获得了国家自然科学基金等项目的支持。
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