专利名称：一种检测室内气体污染的气体传感器阵列的制作方法
技术领域：
本发明涉及检测室内有害气体的气体传感器及阵列。
背景技术：
氧化锡是一种用途广泛的半导体材料，在气体传感器、透明导电膜等及其他光电器件方面已经得到较多的应用。目前使用的气体传感器大多使用二氧化锡作为敏感材料，但存在选择性不高，容易发生误报警等问题。根据检索，也未发现有用多个不同铟锡比的铟锡氧化物薄膜气体传感器构成气体传感器阵列的报道。
发明内容
本发明的目的是提供一种选择性高、能检测室内几种气体污染的气体传感器阵列。
本发明的检测室内气体污染的气体传感器阵列，其特征是该阵列是由数个铟锡比不同的铟锡氧化物薄膜气体传感器构成，其中铟/锡原子比的范围为0-1.0。
由于铟为III族元素，锡为IV族元素，因此不同铟锡比的铟锡氧化物薄膜的费米能级、载流子种类、载流子浓度等将随铟锡比发生变化。例如，铟多锡少的薄膜倾向于p型导电，易从气体分子获得电子；而铟少锡多的薄膜倾向于n型导电，易向气体分子提供电子。因此由这种由p型和n型气敏传感器构成的传感器阵列中每个传感器对气体的响应各不相同，使得这种传感器阵列对气体的选择性将大大提高。
本发明利用不同铟锡比的铟锡氧化物薄膜构成了一个传感器阵列，可以方便地鉴别几种常见的室内污染气体，包括苯、甲苯、二甲苯、甲醛等。其基本原理是不同铟锡比的铟锡氧化物的费米能级不同，多个这样的薄膜气体传感器构成一个费米能级不同的传感器阵列。当气体吸附到这个阵列中的各个传感器上时，由于费米能级不同，气体分子与各传感器之间的电荷转移也不相同，导致阵列中不同传感器对同一气体的响应也不同，由此实现对待测气体种类的鉴别。
图1是本发明的气体传感器阵列示意图；
图2是气体分子与传感器薄膜间电荷转移示意图；图3是本发明的气体传感器阵列检测4种常见室内污染气体的响应图。
具体实施例方式
图1所示，是由5个铟锡比不同的铟锡氧化物薄膜气体传感器构成的检测室内气体污染的气体传感器阵列，它们的铟/锡原子比分别为0.10，0.20，0.40，0.60，0.70。
不同铟锡比例的铟锡氧化物薄膜由溶胶-凝胶法制备。以SnCl2·2H2O及InCl3·4H2O为原料，将原料溶入一定量的无水乙醇中，同时加入一定量的冰醋酸，溶液边加热边搅拌2h，搅拌加热温度控制在60℃，然后在室温下存放1-2天，最后得到均匀透明的溶液。将用上述方法获得的溶液在预前制作好金电极的空心陶瓷柱镀上一层湿膜，经过80度、180度两步预处理后再经500度高温热处理即可在空心陶瓷柱上获得铟锡氧化物膜。
图2为本发明中费米能级不同传感器之间电荷转移示意图，图中LUMO表示最低未被电子占据的分子轨道，HOMO为最高被电子占据的分子轨道。电荷转移的量与方向与传感器薄膜的费米能级有关。
应用图1所示气体传感器阵列检测室内气体污染，结果如图3所示，5个铟锡比不同的铟锡氧化物薄膜传感器阵列对4种常见室内污染气体给出的响应明显不同。(气体浓度为100ppm)。不难看出，利用这种传感器阵列可以清楚地区分苯、甲苯、二甲苯和甲醛等气体。
权利要求
1.一种检测室内气体污染的气体传感器阵列，其特征是该阵列是由数个铟锡比不同的铟锡氧化物薄膜气体传感器构成，其中铟/锡原子比的范围为0-1.0。
全文摘要
本发明的检测室内气体污染的气体传感器阵列是由数个铟锡比不同的铟锡氧化物薄膜气体传感器构成，其中铟/锡原子比的范围为0－1.0。由于本发明利用不同铟锡比的铟锡氧化物薄膜构成了一个传感器阵列，每个传感器对气体的响应各不相同，使得这种传感器阵列对气体的选择性大大提高。它可以方便地鉴别包括苯、甲苯、二甲苯、甲醛等几种常见的室内污染气体。
文档编号G01N27/62GK1542444SQ200310108469
公开日2004年11月3日 申请日期2003年11月4日 优先权日2003年11月4日
发明者季振国, 孙兰侠, 何振杰 申请人:浙江大学
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