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硅纳米孔柱阵列及其四氧化三铁复合薄膜的湿敏电容特性研究

王海燕 李新建

硅纳米孔柱阵列及其四氧化三铁复合薄膜的湿敏电容特性研究

王海燕, 李新建
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出版历程
  • 收稿日期:  2004-07-29
  • 修回日期:  2004-10-12
  • 刊出日期:  2005-05-10

硅纳米孔柱阵列及其四氧化三铁复合薄膜的湿敏电容特性研究

  • 1. 郑州大学物理系,材料物理教育部重点实验室,郑州 450052
    基金项目: 

    国家自然科学基金 (批准号:19904011) 资助的课题

摘要: 报道了硅纳米孔柱阵列(Si-NPA),Fe3O4复合的Si-NPA(Fe 3O4/Si-NPA)两种薄 膜材料的制备方法并对其形貌和结构进行了表征,研究了其电容湿度传感特性.结果表明,S i-NPA,Fe3O4/Si-NPA均为微米/纳米结构复合体系.当环境相对湿 度从11%上升到95% 时,采用100 Hz的信号频率进行测试,以Si-NPA和Fe3O4/Si-NPA 为电介质材料制成的湿 敏元件的电容增加值分别为起始值的1500%和5500%;采用1000 Hz的信号频率测试时,则 分别为起始值的800%和12000%,显示出两种材料较高的湿度灵敏性和较强的绝对电容输出 信号强度.同时,在升湿和降湿过程中,Si-NPA,Fe3O4/Si-NPA都 具有较快的响应速度 ,其响应时间分别为15 s,5 s和20 s,15 s.文章结合材料的形貌和结构特性对其物理机理 进行了分析.上述结果表明,Si-NPA无论是直接作为湿度薄膜传感材料还是作为复合薄膜湿 度传感材料的衬底都具有很好的前景.

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