基于智能感知的InxAl1-xN薄膜的气敏性能研究

王雪文,白海庭,赵彦博,张圆梦,彭 超,高 洁,戴 扬,赵 武

(西北大学 信息科学技术学院,陕西 西安 710127)

近年来,传感器技术已经成为工业、农业、军事、医疗领域中智能生产和智能应用发展必不可少的先决条件,其信息感知技术也是人工智能的基础。气敏传感器是应用最为广泛的传感器之一,其感知机理和新材料气敏性能已经成为众多学者的关注热点,利用气敏传感器将被检测气体信息转化为电信号以供人类直观地测量和监测有毒、有害、易爆以及各种挥发性气体等[1]。早期的导电聚合物气敏材料由于其传导机制十分复杂，传统的本征金属氧化物(SnO2,ZnO)气敏材料利用气体引起材料电阻变化[2],但其气敏性不能达到预期的效果,掺入杂质的气敏性能得到提升,但寿命和稳定性限制了其发展[3]。加之,气体传感器在生物医学领域可通过检查呼出气体的成分及浓度来诊断一些疾病,在便携式呼吸机上的氧气含量检测设备用于监测病人的状态,且疫情传播速度之快对气体传感器灵敏度和高速度提出更高的要求,也迫切需要开发适合当前高频、高速通信和大功率器件应用的III-V族材料气敏传感器。新型III-V族InxAl1-xN半导体材料因具有临界击穿电压高、导热系数高、能抵抗强辐射以及化学性质稳定等优异性能，会进一步推动气敏传感器的进步。近年来,国内外对于高性能III族氮化物传感器的实验研究有很多,2013年Abdullah等人通过化学气相沉淀法(CVD)制造出高性能室温GaN纳米线氢气传感器[4]；……