图形化氧化铟锡膜臭氧传感器研发取得新进展

中国科学院合肥物质科学研究院联合研究团队，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工艺，成功开发出一种基于图形化氧化铟锡薄膜的臭氧传感器。该传感器利用独特的自加热结构与等离子体表面改性技术，实现了对微量臭氧（ppb级别）的高精度、快速且稳定检测。

近地面臭氧污染已成为环境监测的重要对象，微型环境级臭氧传感器的开发因此备受关注。传统金属氧化物半导体传感器存在诸如外加热易造成臭氧分解、受湿度影响显著以及晶圆级量产一致性差等局限。针对这些问题，研究团队提出了一种自上而下的自加热氧化铟锡传感器制造方案。

该制造策略采用商用氧化铟锡玻璃作为衬底，通过飞秒激光刻蚀生成蛇形电极结构，随后利用氩氢等离子体对表面进行刻蚀，使原本光滑的氧化铟锡薄膜变得粗糙，从而增强臭氧的吸附能力与电荷转移效率。经过激光切割后，最终获得尺寸为1.4×2.1×0.3 mm³的微型臭氧传感器。

该传感器采用自加热机制，无需外部热源，便可在敏感区域将温度提升至180℃，从而避免对周围臭氧分子造成分解影响。其对臭氧具有高度的选择性，对环境湿度的依赖性小，能够在20–1000 ppb浓度范围内实现精准监测，与国际公认的紫外吸收法分析仪的相关性高达93.6%。

该传感器的制造流程简洁，具备良好的可扩展性，适合晶圆级批量生产，性能一致性高。这种新型传感器有望广泛应用于室内外臭氧污染的网格化精细监测。

研究成果已发表于国际著名期刊《纳米快报》（Nano Letters），研究工作获得了国家自然科学基金等项目的资助。

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