陈文彬，郑利斌，李新军，王宇斯

（北京智芯微电子科技有限公司，北京 102209）

0 引 言

电力变压器作为电力输、变电过程中连接不同等级电压的枢纽设备，其安全可靠的运行状态可保障整个电力系统的安全运行［1，2］。目前大型电力变压器以油浸式变压器为主，主要由铁芯、油箱和冷却系统等部分组成［3］。在热应力和电应力的作用下，变压器内部的油-纸绝缘材料将逐渐老化、裂解，并产生氢气（H2）、一氧化碳（CO）及乙炔（C2H2）等气体［4］。其中，C2H2气体常常被用来判定变压器的放电或者高温故障。值得注意的是，C2H2在室温下是一种无色、易燃的气体，容易引发安全事故。因此，实时、在线监测C2H2气体的含量，可有效诊断变压器的潜在故障［5］。气体传感器是一种可将气体类型及其体积分数等相关信息转换成电信号，从而对空气气氛中的目标气体进行选择性识别与检测的小型装置，该检测装置有望用于变压器中C2H2气体的实时监测。

在气体传感器研究领域中，基于金属氧化物敏感材料的半导体式气体传感器被广为研究。其中，氧化锌（ZnO）的气敏性能早在1962 年就已被报道［6］。该材料具有宽带隙（3.37 eV），其物理化学性质稳定，可在较高温度下进行工作，在光电和传感领域中应用较多［7～9］。为了提升ZnO气体传感器的敏感特性，可进一步采用元素掺杂或表面改性等手段，改变本征ZnO 材料的电子态结构［9，10］。纳米ZnO具有较高的比表面积与特殊的表面效应，在气体传感器中也获得了较多应用。其中，具有典型六方纤锌矿结构的ZnO纳米线制备工艺较为简单，气敏性能好，是研究较广泛的气敏材料［11～18］。……