图形化氧化铟锡膜臭氧传感器研发取得突破
图形化氧化铟锡膜臭氧传感器研发取得突破
中国科学院合肥物质科学研究院联合相关团队，近期成功研发了一款基于图形化氧化铟锡膜的微型臭氧传感器。该传感器以常规氧化铟锡玻璃为基材，结合飞秒激光刻蚀与氩氢等离子体刻蚀技术，构建出具有自加热功能的结构设计，实现了对低浓度臭氧的高精度、快速与稳定检测。
在近地面环境中，臭氧污染已成为大气监测的重要指标。开发适用于微型环境级臭氧检测的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常面临外加热源导致臭氧分解、湿度干扰显著以及晶圆级批量制造一致性差等挑战。为此，研究团队提出了一种自上而下的自加热型氧化铟锡传感器制造方案。
该制造方案以市售氧化铟锡玻璃为基底，利用飞秒激光刻蚀工艺加工出蛇形电极结构，再通过等离子体处理对表面进行微纳级粗糙化处理，从而增强臭氧分子的吸附与电荷转移效率。最终，研究人员成功制备出尺寸为1.4×2.1×0.3 mm³的微型臭氧传感器。该器件通过内置自加热机制，使敏感区域局部温度达到180 ℃，有效避免了外部热源对臭氧分子的破坏。
这款基于氧化铟锡材料的传感器展现出优异的选择性和抗湿性，在20–1000 ppb臭氧浓度范围内表现出良好的响应特性。其检测数据与当前国际公认的紫外吸收法分析仪的相关系数高达93.6%。此外，该传感器的制备流程简洁、适合晶圆级批量生产，一致性高，具有广泛的应用潜力。
该成果不仅满足了室内外臭氧污染网格化监测的需求，也为环境监测设备的小型化与智能化提供了新思路。相关研究已发表于《纳米快报》（Nano Letters）期刊，并获得了国家自然科学基金等项目的资助。
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