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多个研究机构，近期在氧化铟锡膜基础上，开发出一种图形化臭氧传感器。该传感器采用飞秒激光刻蚀与等离子体刻蚀技术，结合独特的自加热设计与等离子体表面改性工艺，实现了对微量臭氧（ppb级别）的高精度、快速且稳定的检测。
随着近地面臭氧污染问题日益严峻，开发适用于环境监测的微型臭氧传感器成为研究热点。传统金属氧化物半导体类传感器在应用中常面临外加热导致臭氧分解、受湿度影响大以及批量制备一致性差等问题。为此，研究团队提出了一种全新的自上而下的自加热型氧化铟锡传感器制造方案。
该方案采用商用氧化铟锡玻璃作为基材，通过飞秒激光刻蚀形成蛇形电极结构，随后利用氩氢等离子体对表面进行刻蚀处理，使原本光滑的氧化铟锡薄膜变得粗糙，从而增强对臭氧分子的吸附能力与电荷转移效率。最终制得的传感器体积仅为1.4×2.1×0.3 mm3。传感器通过内置自加热机制，将敏感区域局部升温至180 ℃，不仅避免了外部加热系统对臭氧的干扰，也提升了整体检测性能。
该传感器具有优异的选择性和抗湿性能，可准确检测20–1000 ppb范围内的臭氧浓度。其检测结果与目前国际上广泛采用的紫外吸收法分析仪的匹配度高达93.6%。此外，该制备方法流程简洁、工艺稳定，适合晶圆级大规模生产，具备高一致性。
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监测，为环境监测系统提供更精确、高效的检测手段。
相关研究成果已发表于《纳米快报》（Nano Letters）期刊。项目得到了国家自然科学基金等科研项目的资助。
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