以溶膠凝膠法製備氧化鎢薄膜應用於二氧化氮氣體感測器之研究

Abstract

本研究以金屬烷氧化合物(M-OR) 為前驅粉體製作氧化鎢薄膜鍍液，前 驅溶液以異丙醇為溶劑，使用旋塗方式將氧化鎢薄膜塗佈於具有指叉電極之 氧化矽基板上，比較氧化鎢薄膜不同溫度退火及不同退火氣氛條件（大氣退 火、真空退火與氧氣氛退火）之氣體感測性質分析。本研究中使用AFM、 SEM 與XRD 觀察鍍膜表面形貌與微結構，並觀察各項性質隊氣體感測之影 響。 由SEM 觀察薄膜表面形貌發現本實驗所製備之氧化鎢薄膜表面皆具有 微小裂縫與微孔現象，有利於感測氣體的吸附。實驗結果顯示，本實驗所製 備之WO3 經大氣400℃退火一小時熱處理後得monoclinic 結構，隨退火溫度 升高其晶粒隨之增大。對NO2 氣體感測之靈敏度在200℃以下隨操作溫度升 高而增加，於200℃操作時有最大之靈敏度，之後隨操作溫度升高而下降， 而氣體感測反應時間與回復時間隨溫度升高而縮短。氧化鎢薄膜經不同氣氛 退火後，以大氣退火其靈敏度最佳、真空退火次之而氧氣氛退火最差。