n型半导体吸附气体时器件阻值变化的原因

n型半导体吸附气体时器件阻值变化的原因,第1张

原因如下:

声波器件表面的波速和频率会随外界环境的变化而发生漂移,n型半导体气敏传感器就是利用这种性能在压电晶体表面涂覆一层选择性吸附某气体的气敏薄膜,当该气敏薄膜与待测气体相互作用(化学作用或生物作用,或者是物理吸附),使得气敏薄膜的膜层质量和导电率发生变化时,引起压电晶体的声表面波频率发生漂移。

气体浓度不同,膜层质量和导电率变化程度亦不同,即引起声表面波频率的变化也不同。通过测量声表面波频率的变化就可以获得准确的反应气体浓度的变化值。

气敏传感器内加热丝使气敏传感器工作高温状态加速被测气体吸附和氧化还原反应提高灵敏度和响应速度  ;同时通过加热还使附着壳面上油雾、尘埃烧掉。

在半导体小加入合适的“杂质”就可以改变和控制它的能隙大小。如果在纯Si(硅)中掺杂(l)oping)少量的As(砷)或P(磷),二者的最外层有五个电子,而Si外层只有4个电子,因此就会多出——个自由电子,这样就形成了“N”型半导体。

分类与特点:

1、由于传感器原理是基于物理变化的,因而没有相对运动部件,可以做到结构简单,微型化。

2、灵敏度高,动态性能好,输出为电量。

3、采用半导体为敏感材料容易实现传感器集成化,智能化。

4、功耗低,安全可靠。同时,半导体传感器也存在以下一些缺点。

5、线性范围窄,在精度要求高的场合应采用线性化补偿电路。

6、与所有半导体元件一样,输出特性易受温度影响而漂移,所以应采用补偿措施。

7、性能参数离散性大。

主要原因是纳米粒子非常小,有很大的比表面积。举个简单的例子,一个边长为1的正方体,表面积是6,如果把它切成八个变成为1/2的小正方体,虽然体积还是1,但是表面积就变成了8*6*1/2*1/2=12,可见体积相同的物质,分割的越小,表面积越大。正是因为这个原因,所以纳米材料能够在表面吸附很多的物质,纳米粒子具有很强的吸附性。

这种吸附性主要有物理吸附和化学吸附两种作用。打个形象的比喻,就像纳米粒子表面有很多的手一样,表面积越大,这些手越多,抓的东西也越多 。这里的手可以理解为一种悬挂键


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