安光所开发出p型铜铁矿气体传感器
- 2020/4/15 8:33:27 20712
- 来源：安光所
气体传感器是一种将某种气体体积分数转化成对应电信号的转换器。探测头通过气体传感器对气体样品进行调理，通常包括滤除杂质和干扰气体、干燥或制冷处理仪表显示部分。而开发基于氧化物半导体的超微型气体传感器，实现室内外大气污染物分子的快速识别检测具有重要的应用前景。传统的氧化物半导体因具有广谱响应而难以走向实用。安光所团队主要从传感材料(表面)设计与气体分子特征提取两方面入手，致力于具有识别检测功能氧化物传感器的开发。
p型铜铁矿(ABO2)是一类重要的功能氧化物，丰富的A、B位离子选择为调控气体分子与其电荷交换提供了充足的自由度，有利于高选择性气体传感器的设计。此前，该课题组邓赞红副研究员已经在p型铜铁矿气体传感器上进行了大量研究工作，开发了可在室温工作、对氨气有高灵敏、高选择响应的AgAlO2和CuScO2传感器，在此基础上，课题组童彬博士采用简单的溶胶-凝胶制备工艺探索出一种新型CuAlO2硫化氢(H2S)气体传感器。
H2S是一种急性剧毒气体，吸入少量高浓度(~500ppm)H2S可于短时间内中毒身亡，长时间暴露低浓度(~5-20ppm)H2S对眼、呼吸系统及中枢神经都有损伤。我国国家职业卫生标准(GBZ 2.1-2007)规定工作场所H2S职业接触限值(OELs)为10ppm。该课题组开发的CuAlO2型传感器在160°C的工作温度下，对10ppm H2S的电学响应达到4600，对100ppm NH3、NO2和多种挥发性有机物分子的响应小于2，表明优异的选择性。此外，CuAlO2传感器还具有快速响应特性，一旦环境中H2S的浓度高于4ppm，传感器电阻在约1分钟内增加3个数量级，可及时发出警报。
后，根据测量对象与测量环境确定传感器的类型。 要进行的具体测量工作，首先要考虑采用何种原理的传感器，这需要分析多方面的因素之后才能确定。因为，即使是测量同一物理量，也有多种原理的传感器可供选用，哪一种原理的传感器更为合适，则需要根据被测量的特点和传感器的使用条件考虑以下一些具体问题：量程的大小;被测位置对传感器体积的要求;测量方式为接触式还是非接触式；信号的引出方法，有线或是非接触测量;传感器的来源，国产还是进口，价格能否承受，还是自行研制。在考虑上述问题之后就能确定选用何种类型的传感器，然后再考虑传感器的具体性能指标。
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