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1、天津大学本科生毕业设计（论文）开题报告课题名称掺杂对纳米多孔硅/氧化钨纳米线气体传感器性能影响学院名称电子信息工程学院专业名称电子科学与技术学生姓名刘峥指导教师胡明一、选题的来源及意义 来源：近年来，空气中的二氧化氮(NO2)已经对环境和人类生活造成了极大的威胁。氧化钨(WO3)材料因其具有成本低廉、较高的灵敏度等优点，被认为是最具有发展前景的气敏材料意义：氧化钨纳米线/多孔硅复合结构气敏传感器在较低的工作温度下具有良好的气敏特性，其机理主要包括三个方面的调制作用：单根氧化钨纳米线的调制作用、氧化钨纳米线网间同质结的调制作用、氧化钨/多孔硅异质结调制作用。二、国内外发展情况 虽然氧化钨被认为是
2、极有研究与应用前景的半导体气体敏感材料，但是基于氧化钨气敏传感器的工作温度较高，远远高于室温，一般为200 C 300 C 14，这一特点使得基于氧化钨气敏传感器结构需要考虑加热装置，这极大的增加了传感器的功耗，同时，也制约了其在集成电路上集成应用。一维氧化钨纳米结构与传统的氧化钨材料相比，其具有更大的比表面积；同时，在一定方向上的其尺寸能够与德拜长度相比拟，进而表现出更高的表面吸附能力，从而能够加快与待测气体之间的反应，使得基于一维氧化钨纳米结构的气敏传感器能够在较低的工作温度下表现出更高的灵敏度、更快的响应，进而减小了气敏传感器的功耗。 另外一方面，多孔硅是一种在硅片表面通过电化学腐蚀形成
3、的孔径尺寸、孔道深度和孔隙率可调的疏松结构材料，其具有独特的孔道结构，优异的电学特性以及高的表面活性15，能够在室温下可检测NO2、NH3、H2S及多种有机气体；与此同时，其制作工艺易与微电子工艺技术兼容。三、研究目标和内容研究目标：掺杂对纳米多孔硅/氧化钨纳米线气体传感器性能影响。从硅片的切割清洗开始进行操作，并熟悉磁控溅射和管式炉退火的相关操作，并会对镀膜完好的多孔硅进行气敏性测试。 具体内容：磁控溅射镀膜，管式炉退火热处理，气敏性测试。 四、研究方法和进度安排2013年12月20日2014年3月1日：通过查找资料，明确课题意义，了解本课题的研究内容和研究方法，并撰写开题报告。1、查阅并学
4、习相关资料，进一步了解课题；2、确定研究问题的方法和手段、调研方法的可行性；3、整理各种资料，撰写开题报告和英文翻译。2014年3月2日2014年3月15日： 仔细研读资料，对课题所研究的相关问题有比较清晰的了解，找出模糊的概念和未充分理解的相关部分，请教导师或学长把问题解决。2014年3月16日2014年3月31日： 硅片的切割以及形状合格的硅片的清洗，然后利用双槽电化学腐蚀法对原硅片进行加工，制备多孔硅2014年4月1日2014年4月15日：对制备好的多孔硅进行磁控溅射镀膜操作并对其镀膜过程及结果进行观察和微观分析。2014年4月16日2014年4月30日：对镀膜完成后的多孔硅进行管式炉退
5、火热处理。2014年5月1日2014年5月15日： 进行改性掺杂，主要是以金属Ag为主，并进行后续退火。2014年5月16日2014年5月31日： 对操作完好的多孔硅进行气敏性测试，并对记录的数据进行处理与分析。2014年6月1日2014年6月15日：按要求完成毕业设计论文、准备答辩。五、研究条件和可行性分析研究条件：对于硅片的清洗与多孔硅的制备有一个直观的认识，使用磁控溅射镀膜机可以高效的对制备好的多孔硅进行镀膜。 可行性分析：高真空环境下的镀膜，即使用磁控溅射镀膜机，对于其镀膜过程及结果有着极大的帮助，对于最后的气敏性结果的分析，具有很大的提高。六、参考文献1LevoyM, Hanraha
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