硅基納米濕敏元件特性、機理研究及其測試儀設(shè)計.pdf

1、以硅片為襯底制作了納米鈦酸鋇(BaTiO<,3>)膜濕敏元件.用硬脂酸鹽法合成納米鈦酸鋇材料,絲網(wǎng)印刷法將納米鈦酸鋇涂在硅襯底上制成電阻式濕敏元件.測試分析了元件的性能參數(shù),結(jié)果表明,元件具有較高的靈敏度.元件阻抗(Z)和電容(C)值隨測試頻率及相對濕度(RH)而變化,但基本不隨測試電壓變化.在1V,100Hz條件下,元件阻抗~相對濕度關(guān)系曲線的線性最好.用復(fù)阻抗法對硅襯底納米鈦酸鋇濕敏元件的感濕機理進行了分析討論.實驗測量得到濕敏元件

2、在不同相對濕度下的復(fù)阻抗特性曲線,然后用各種理想等效電路的復(fù)阻抗曲線與實際測量的納米鈦酸鋇濕敏元件的復(fù)阻抗特性曲線進行比較,尋找一組最相近的曲線.結(jié)果表明,納米鈦酸鋇濕敏元件的感濕特性可以等效為兩個電阻—電容并聯(lián)電路的串聯(lián)再與另一個電阻串聯(lián)的等效電路.這個電咱在改變電阻與電容參數(shù)的情況下,復(fù)阻抗特性曲線的變化規(guī)律可以很好的與納米鈦酸鋇濕敏元件的實驗測量的不同濕度下復(fù)阻抗特性曲線的變化規(guī)律相吻合.分析出相應(yīng)的等效電路之后,結(jié)合等效電路有關(guān)

3、參數(shù)的變化規(guī)律,分析討論了納米鈦酸鋇濕敏元件的感濕機理.低濕時,感濕材料本身顆粒電阻和電容(傳導(dǎo)載流子和材料極化)及吸附的少量水分子共同起作用;高濕時,吸附的水分子的電離及水分子引起的電極處的空間電荷極化起主要八月和.納米鈦酸鋇感濕芯片是一種電阻式濕度傳感器.100Hz交流電壓作用下,該感濕芯片的輸出電阻值對數(shù)與相對濕度之間的線性最好,且在相對濕度11%~98%范圍內(nèi)其阻值變化了4個數(shù)量級,感濕靈敏度較高.但是,電阻跨度大成為測濕電路設(shè)