发明名称 含有氧化锌或铟锌混合氧化物奈米线的气体感测器及侦测NOX气体的方法GAS SENSOR WITH NANOWIRES OF ZINC OXIDE OR INDIUM/ZINC MIXED OXIDES AND METHOD OF DETECTING NOX GAS
摘要 一种气体感测器被揭示,其包含位于一基材之一表面上的两间隔开的金属电极;及附着于该基材的表面上且连接该两金属电极的半导体薄膜。该半导体薄膜包含氧化锌或铟锌混合氧化物,且该氧化锌或铟锌混合氧化物以奈米线形式构成该半导体薄膜的一气体感测表面,其中该奈米线具有介于50-900奈米的直径。本发明亦揭示使用该气体感测器来侦测NOx气体是否存在的方法。
申请公布号 TWI281539 申请公布日期 2007.05.21
申请号 TW094125679 申请日期 2005.07.28
申请人 财团法人工业技术研究院 发明人 阙妙如;苏平贵;黄奕孝;陈一诚;石东生
分类号 G01N21/00(2006.01) 主分类号 G01N21/00(2006.01)
代理机构 代理人 陈展俊 台北市大安区和平东路2段203号4楼
主权项 1.一种气体感测器,包含: 一基材; 位于该基材之一表面上的两间隔开的金属电极; 附着于该基材的表面上且连接该两金属电极的半 导体薄膜,其特征在于: 该半导体薄膜包含氧化锌或铟锌混合氧化物,且该 氧化锌或铟锌混合氧化物以奈米线形式构成该半 导体薄膜的一气体感测表面,其中该奈米线具有介 于5-900奈米的直径。 2.如申请专利范围第1项的感测器,其中该半导体薄 膜系由铟锌混合氧化物构成。 3.如申请专利范围第1项的感测器,其中该半导体薄 膜系由氧化锌构成。 4.如申请专利范围第1项的感测器,其中该基材为陶 瓷基材。 5.如申请专利范围第1项的感测器,其中该两间隔开 的电极互相平行,及以金、白金或其合金制成。 6.如申请专利范围第5项的感测器,其中该两间隔开 的电极以金制成。 7.一种侦测NOx气体是否存在于一气体样品的方法, 包含使申请专利范围第1项所述的气体感测器的气 体感测表面曝露于该气体样品;量测该气体感测器 的两电极之间的电阻値的变化所产生之电气讯号; 及将该电气讯号与一预设値比较,并以两者之差値 来判断该气体样品是否含有NOx气体,其中x=1~2。 8.如申请专利范围第7项的方法,其中进一步使用一 参考电阻与该气体感测器串联,并且一固定电压被 施用于该串联的参考电阻与该气体感测器的两端, 及量测该参考电阻的压降以获得该电气讯号。 9.如申请专利范围第8项的方法,其中该预设値系将 气体感测器的气体感测表面曝露于空气时所量测 得到的该参考电阻的压降。 10.如申请专利范围第7项的方法,其中当该气体感 测器的气体感测表面于曝露于该气体样品时,除了 该气体样品所带来之能量及量测该电气讯号所带 来之能量,未以其它能量加热该气体感测表面。 11.如申请专利范围第7项的方法,其中该NOx气体为NO 2。 12.如申请专利范围第7项的方法,其中该半导体薄 膜系由铟锌混合氧化物构成。 13.如申请专利范围第7项的方法,其中该半导体薄 膜系由氧化锌构成。 14.如申请专利范围第7项的方法,其中该基材为陶 瓷基材。 15.如申请专利范围第7项的方法,其中该两间隔开 的电极互相平行,及以金、白金或其合金制成。 16.如申请专利范围第15项的方法,其中该两间隔开 的电极以金制成。 图式简单说明: 图1a显示依本发明的一实施例所制备的气体感测 器的示意上视图。 图1b显示图1a的气体感测器的示意下视图。 图1c显示图1a的气体感测器的示意侧视图。 图2为本发明实施例1所制备之氧化锌奈米线的场 发射电子显微镜图(FESEM)照片。 图3为本发明实施例2所制备的铟锌混合氧化物奈 米线的半导体薄膜的场发射电子显微镜图(FESEM)照 片。 图4显示了本发明实施例1的气体感测器的加热器 在不施加电压、施加0.5 V及1.0 V的感度表现,其中 纵轴为参考电阻的压降(Vout),横轴为时间。 图5显示了本发明实施例1的气体感测器的加热器 在常温及不同加热温度下的感度表现,其中纵轴为 该参考电阻在含100 ppm的NO2与不含NO2的压降的差値 (V),横轴为温度。 图6a显示本发明实施例1的气体感测器在间隔的通 入内含100 ppm NO2的混合气体两次的感度表现,其中 纵轴为参考电阻的压降(Vout),横轴为时间。 图6b显示本发明实施例2的气体感测器在间隔的通 入内含100 ppm NO2的混合气体两次的感度表现,其中 纵轴为参考电阻的压降(Vout),横轴为时间。 图7a显示了本发明实施例1的气体感测器在间隔的 通入内含10、30、50、70及100 ppm NO2的混合气体所量 测得到的参考电阻的压降的差値(V),其中列出了 所得到的NO2的浓度(ppm)与该参考电阻的压降的差 値(V)(mV)的线性关性。 图7b显示了本发明实施例2的气体感测器在间隔的 通入内含10、30、50、70及100 ppm NO2的混合气体所量 测得到的参考电阻的压降的差値(V),其中列出了 所得到的NO2的浓度(ppm)与该参考电阻的压降的差 値(V)(mV)的线性关性。
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