新型图形化氧化铟锡膜臭氧传感器成功研发
新型图形化氧化铟锡膜臭氧传感器成功研发
中国科学院合肥物质科学研究院联合相关研究机构，最近研发出一种基于图形化氧化铟锡膜的高灵敏度臭氧传感器。该设备以常规氧化铟锡玻璃为基材，结合飞秒激光刻蚀与等离子体刻蚀技术，成功构建了具有自加热功能的微型臭氧传感结构，实现了对环境臭氧浓度在ppb级别上的高精度检测。
近地面臭氧污染已成为大气环境监测中的重要课题，推动了对微型化、高精度臭氧传感器的需求。传统金属氧化物半导体臭氧传感器存在外加热易破坏臭氧分子、受湿度影响明显以及批量制造一致性差等局限。为此，研究团队提出了一种自顶向下制造自加热氧化铟锡传感器的新方法。
该方案以商用氧化铟锡玻璃为基板，通过飞秒激光刻蚀工艺构建出蛇形电极结构；随后利用氩氢等离子体处理，使原本光滑的氧化铟锡膜表面形成微结构，从而增强臭氧分子的吸附与电荷传输效率。在完成激光切割后，最终制成尺寸为1.4×2.1×0.3 mm³的微型传感器。传感器通过自加热机制，使敏感区域的局部温度升至180 ℃，从而避免了外部加热对臭氧分子的破坏。该传感器表现出良好的臭氧选择性与抗湿度干扰能力，能在20–1000 ppb范围内实现精准检测，其检测结果与国际广泛认可的紫外吸收法分析仪的相关性达到93.6%。
这种制造工艺具有流程简洁、适合晶圆级批量生产的优势，且产品性能一致性高，有望广泛应用于室内外臭氧污染的网格化监测系统。
研究成果已发表于国际知名期刊《纳米快报》（Nano Letters），相关研究获得了国家自然科学基金等科研项目的资助。
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