《新型矽基有序納米尺寸多孔矽複合結構氣敏感測器研究》是依託天津大學，由胡明擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：新型矽基有序納米尺寸多孔矽複合結構氣敏感測器研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：胡明
- 依託單位：天津大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
納米氣敏感測器是新一代高性能感測器領域發展趨勢和研究重點。提出一種以矽基有序納米尺寸多孔矽複合低維納米氣敏材料構建室溫回響高性能氣敏感測器的研究。研究內容：矽基有序納米尺寸多孔矽複合低維納米敏感材料系統氣體探測機制及內在規律；矽基有序納米尺寸多孔矽微結構理論設計計算及性能模擬、實驗製備關鍵技術與氣敏特性表征方法；矽基有序納米尺寸多孔矽複合低維納米氣敏材料氣敏感測器的構築及性能；複合結構氣敏感測器穩定性。研究的必要性在於改變目前矽基多孔矽氣敏感測器多基於孔道無序的介孔尺寸多孔矽，難於在孔壁表面均勻形成有效納米複合以提高器件性能的現狀；突破尺寸在幾十至一百納米、高度有序排列且具高孔隙率的矽基多孔矽研究瓶頸；解決矽基有序納米尺寸多孔矽複合結構氣敏感測器關鍵技術。在低維納米氣敏材料在矽基有序納米多孔矽中可控複合、納米協同效應在增強和調製氣敏感測器性能、矽基低功耗氣敏感測器的機理和關鍵技術上創新。
結題摘要
國家自然科學基金項目“新型矽基納米尺寸有序多孔矽複合結構氣敏感測器研究”（61271070），研究目標為實現一種室溫回響的高性能納米矽基有序多孔矽/低維納米氣敏材料複合結構新型氣敏感測器。研究意義基於有毒有害氣體的環境監測對新型高性能氣敏感測器的迫切需求、納米氣敏感測器在研究發展中的獨特重要地位和發展趨勢，通過有序矽基多孔矽與低維納米金屬氧化物複合構建室溫探測且性能優良的氣敏感測器，不僅從材料層面上解決了矽基集成微納感測器研究中的關鍵問題，且對解決多效應複合感測體系中納米協同效應增強和調製氣體探測性能中的作用本質進行理論探索。 研究主要內容包括矽基有序納米多孔矽複合低維納米敏感材料系統氣體探測機制；矽基有序納米多孔矽微結構設計及製備關鍵技術；矽基有序納米多孔矽複合低維納米氣敏材料氣敏感測器的構築及性能；複合結構氣敏感測器的修飾改性，提高選擇性和穩定性的研究。取得的主要研究成果為：獲得了製備有序納米多孔矽的關鍵技術，其微觀形貌與影響因素的對應規律發現，使得矽基有序多孔矽裝載低維納米功能材料成為可能，奠定了實現高性能新型納米複合結構氣敏感測器的基礎；研究獲得了低維納米氣敏材料在有序納米多孔矽中可控生長複合的多種物理化學方法，從關鍵技術和原理方面突破了在多孔矽表面原位生長形成納米複合結構研究中問題的難點；得到了有序納米多孔矽擔載低維納米敏感材料複合結構與氣敏特性的關聯及調製原理；納米協同效應在增強和調製氣敏探測性能中的作用本質。 研究獲得在室溫下探測NO2、NH3、乙醇等氣體的高靈敏度快速回響的矽基多孔矽/納米金屬氧化物複合結構氣敏感測器。項目研究利用納米科學與技術、材料科學、微納電子等學科理論進行新一代納米氣敏感測器的套用基礎研究，是對實現微型化、集成化、多功能化、低功耗新一代高性能氣敏感測器目標的積極探索，具有重要的現實意義和科學意義。
