金属氧化物半导体材料用于LPFG 气敏传感研究
2021-04-16璩光明杨莹丽王国东杨林林
电子元件与材料 2021年3期
璩光明,杨莹丽,王国东,杨林林
(1.河南理工大学电气工程与自动化学院,河南焦作 454003;2.河南理工大学分析测试中心,河南焦作 454003;3.河南理工大学物理与电子信息学院,河南焦作 454003)
金属氧化物半导体作为一类多功能半导体材料,特有的光、电学特性使其在气体传感器、功率器件如二极管、三极管、光电检测元件以及太阳能电池等多种半导体元器件领域均有重要的研究和应用价值[1-3]。金属氧化物半导体的导电性可随表面吸附气体浓度和种类的变化而变化。基于该特性,大量利用金属氧化物半导体作为敏感材料的电阻式气体传感器研究相继开展[4-5]。然而,电阻式气体传感器工作过程中不仅伴随着电信号的参与,而且通常需要较高的工作温度来促进敏感材料与气体之间的充分反应,以获得良好的敏感响应,这给一些易燃易爆危险气体检测带来不确定的危险性[6],存在一定的安全隐患。
长周期光纤光栅(LPFG)作为一种前向耦合光纤器件,光信号在LPFG 中的传播特性与短周期光栅相比具有显著的差异[7]。光信号在LPFG 中的传播过程会受到周围环境折射率变化的影响,相关谐振峰的中心波长会受环境折射率的变化而发生十分明显的偏移,从而表现出特定的环境折射率敏感性。因此可通过改变光信号传输过程中的介质折射率来实现对传输光信号的调制[8-9]。杨颖[10]采用三包层光纤光栅模型,对镀有敏感薄膜的LPFG 的传感特性进行分析,发现敏感薄膜的折射率变化会导致LPFG 的谐振峰出现偏移。……
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