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金属氧化物半导体MEMS气体传感器研究进展 被引量:5
1
作者 尹嘉琦 沈文锋 +3 位作者 吕大伍 赵京龙 胡鹏飞 宋伟杰 《材料导报》 EI CSCD 北大核心 2024年第1期30-43,共14页
随着物联网的快速发展,各领域对气体监测的需求越来越大,基于先进微机电系统(Micro-electro-mechanical systems, MEMS)技术的金属氧化物半导体(Metal oxide semiconductor, MOS)气体传感器在过去几十年里取得了很大发展。MEMS微热板的... 随着物联网的快速发展,各领域对气体监测的需求越来越大,基于先进微机电系统(Micro-electro-mechanical systems, MEMS)技术的金属氧化物半导体(Metal oxide semiconductor, MOS)气体传感器在过去几十年里取得了很大发展。MEMS微热板的多样化设计、MOSs纳米结构的多样化以及机器学习算法的出现为MEMS的传感性能以及智能传感系统的构建提供了很大助力。本文从MEMS气体传感器的分类、制备和应用以及传感器阵列的构建等方面综述了金属氧化物半导体MEMS气体传感器的最新研究进展,并对MEMS基气体传感器的发展前景进行了总结和展望。 展开更多
关键词 气体传感器 金属氧化物半导体 微机电系统 传感器阵列 智能传感系统
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金属氧化物半导体气体传感器选择性改进研究进展 被引量:4
2
作者 刘亚东 徐勇 +1 位作者 尤立娟 王学峰 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2024年第10期1-5,共5页
选择性较差一直是金属氧化物半导体(MOS)传感器难以攻破的主要技术瓶颈。本文基于单层结构和分层结构两种角度,对目前解决MOS传感器选择性问题的技术途径进行了综述。基于单层结构提出的技术途径,能够在一定程度上提升传感器的选择性,... 选择性较差一直是金属氧化物半导体(MOS)传感器难以攻破的主要技术瓶颈。本文基于单层结构和分层结构两种角度,对目前解决MOS传感器选择性问题的技术途径进行了综述。基于单层结构提出的技术途径,能够在一定程度上提升传感器的选择性,但在实际应用环境下的抗干扰能力等方面存在一定的未知性和局限性。基于分层结构提出的技术途径,在对气体的响应过程中产生的具有差异性的特征,可以为传感器对目标气体的准确识别提供可靠依据。但分层结构MOS传感器一致性较难控制、制备技术要求较高、使用寿命相对较短等问题仍需进一步改进和完善。 展开更多
关键词 金属氧化物半导体气体传感器 选择性 技术途径
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金属氧化物半导体电阻型气敏传感器作用机理 被引量:10
3
作者 徐毓龙 曹全喜 周晓华 《传感技术学报》 CAS CSCD 1992年第2期53-64,共12页
根据实验所得规律,知金属氧化物表面发生的气—固、气—气反应及其相关的电子过程是气敏作用机理的基础.添加剂、表面处理、温度控制等都能够影响这些反应过程,可用来改善传感器的灵敏度和选择性.
关键词 气敏传感器 金属氧化物 半导体
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金属氧化物半导体气敏传感器稳定性研究进展 被引量:10
4
作者 周志刚 胡木林 李鄂胜 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第3期52-56,共5页
金属氧化物半导体(MOS)气敏传感器的稳定性是气敏器件实用化进程中最具有挑战性的因素。影响器件稳定性的主要因素包括颗粒尺寸、颈部宽度、微裂纹、电极、湿度和温度的变化。颗粒的长大和颗粒间颈部尺寸的变化降低了耗尽层对总电阻变... 金属氧化物半导体(MOS)气敏传感器的稳定性是气敏器件实用化进程中最具有挑战性的因素。影响器件稳定性的主要因素包括颗粒尺寸、颈部宽度、微裂纹、电极、湿度和温度的变化。颗粒的长大和颗粒间颈部尺寸的变化降低了耗尽层对总电阻变化的贡献;微裂纹的加剧使器件的电阻发生漂移,并且为水蒸气、氧气和待测气体扩散到敏感膜内部提供便捷的通道;电极的退化影响电极与气敏材料之间的接触电阻Rc;温度和湿度的改变使气体的吸附、脱附、反应活性和电子迁移率等都发生变化,因而器件的稳定性得不到保证。在机理分析的基础上,分别介绍了提高器件稳定性的方法。 展开更多
关键词 气敏传感器 金属氧化物半导体 稳定性
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金属氧化物半导体SO2气体传感器的研究现状 被引量:7
5
作者 刘航 王秋晨 +1 位作者 于兰伊 王林康 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2021年第2期1-3,11,共4页
介绍了气敏机理,总结了近年来国内外基于金属氧化物半导体的SO2气敏材料的研究现状,指出了基于金属氧化物半导体SO2气体传感器的不足之处,提出设计复合材料、优化合成方法是提高SO2气敏材料敏感特性的研究方向。
关键词 SO2传感器 金属氧化物半导体 复合材料
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金属氧化物半导体气体传感器改性研究进展 被引量:19
6
作者 璩光明 杨莹丽 +1 位作者 王国东 杨林林 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2022年第2期1-4,共4页
金属氧化物半导体气体传感器在环境空气质量监测、有毒有害气体检测以及某些疾病初步诊断等方面具有良好的应用价值与潜力。综述了近些年针对提升金属氧化物半导体气体传感器性能的改性研究进展,从对本体材料掺杂、修饰以及复合等多方... 金属氧化物半导体气体传感器在环境空气质量监测、有毒有害气体检测以及某些疾病初步诊断等方面具有良好的应用价值与潜力。综述了近些年针对提升金属氧化物半导体气体传感器性能的改性研究进展,从对本体材料掺杂、修饰以及复合等多方面探讨改性措施对金属氧化物半导体气体传感器性能的改善提升作用,并展望了金属氧化物半导体气体传感器未来的发展方向。 展开更多
关键词 金属氧化物半导体 气体传感器 掺杂 修饰 复合 性能提升
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金属氧化物半导体基三乙胺传感器研究进展 被引量:3
7
作者 张静宜 孟哈日巴拉 张战营 《无机盐工业》 CAS CSCD 北大核心 2021年第12期67-73,99,共8页
三乙胺是一种应用广泛但对人体有毒副作用的挥发性有机物,需要长期有效的监测,开发一种性能稳定、安全可靠的三乙胺气敏传感器,实现对环境中三乙胺气体浓度实时检测,对于三乙胺的安全储存、运输和使用等环节是至关重要的。金属氧化物半... 三乙胺是一种应用广泛但对人体有毒副作用的挥发性有机物,需要长期有效的监测,开发一种性能稳定、安全可靠的三乙胺气敏传感器,实现对环境中三乙胺气体浓度实时检测,对于三乙胺的安全储存、运输和使用等环节是至关重要的。金属氧化物半导体基气敏传感器具有制备简单、价格低廉、响应值高等优点,在三乙胺气体的检测中具有不可替代的作用。重点介绍了基于金属氧化物半导体的三乙胺传感器最新研究进展。综述了近年来包括掺杂、异质结、有机金属骨架和氧化还原石墨烯在内的关于金属氧化物半导体基三乙胺气敏材料的制备和性能等方面的研究成果。论述了金属氧化物半导体基复合材料对三乙胺气敏性能的机理。展望了金属氧化物基三乙胺气敏材料的未来研究方向。 展开更多
关键词 金属氧化物半导体 三乙胺 纳米材料 气体传感器
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基于金属氧化物半导体的瓦斯气体传感器研究现状及进展 被引量:3
8
作者 陈享享 刘天豪 +5 位作者 欧阳云飞 黄世毅 张朝阳 罗盛葳 陈润萱 林修合 《金属矿山》 CAS 北大核心 2023年第11期34-44,共11页
瓦斯是我国煤矿以及相关金属矿山安全事故发生的主要诱因。甲烷是瓦斯的主要成分,利用高性能气体传感器对甲烷进行及时的监测预警,可有效保障矿山井下作业的安全。金属氧化物半导体型传感器相比电化学式、气相色谱式、接触燃烧式、光学... 瓦斯是我国煤矿以及相关金属矿山安全事故发生的主要诱因。甲烷是瓦斯的主要成分,利用高性能气体传感器对甲烷进行及时的监测预警,可有效保障矿山井下作业的安全。金属氧化物半导体型传感器相比电化学式、气相色谱式、接触燃烧式、光学式等气体传感器,具有成本低、体积小、稳定性好和响应快等优点,因此应用前景广泛。介绍了几种常见的金属氧化物半导体甲烷气敏材料,分析其用于甲烷气体传感的基本原理和优势,总结得出提升金属氧化物半导体材料气敏性能的3个主要方向为形貌调控、贵金属掺杂和构建异质结。目前需要进一步围绕表面电阻控制、化学敏化和电子敏化等3种气敏提升机制进行优化制备。总体而言,金属氧化物半导体气敏材料的研究为开发高性能瓦斯传感器奠定了基础,并将有助于矿山的安全和可持续生产。 展开更多
关键词 甲烷检测 金属氧化物半导体 气体传感器 气敏材料 煤矿安全
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基于互补金属氧化物半导体的高精度地沟油检测计 被引量:1
9
作者 杨洁 黄海深 李阳军 《食品与机械》 CSCD 北大核心 2016年第9期44-48,153,共6页
利用地沟油与正常食用油的导电率不同导致单位体积电阻不同,提出一种基于互补金属氧化物半导体工艺(Complementary Metal Oxide Semiconductor,CMOS)的线性检测模块。由于使用直接选择与短接到地的方法实现电阻串分压,使得分压线性度更... 利用地沟油与正常食用油的导电率不同导致单位体积电阻不同,提出一种基于互补金属氧化物半导体工艺(Complementary Metal Oxide Semiconductor,CMOS)的线性检测模块。由于使用直接选择与短接到地的方法实现电阻串分压,使得分压线性度更高。在脉冲计数的作用下,电阻分压通过与参考电压相比较可以得到不同的高电平数,不仅可以区分地沟油与正常食用油,还可以得出正常油掺入地沟油的质量分数。在检测计核心电路设计方面,由于采用CMOS工艺设计,所以可以实现低面积和低功耗的检测。 展开更多
关键词 地沟油 互补金属氧化物半导体 电导率 电阻分压
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金属氧化物半导体气敏传感器的温度补偿技术(英文) 被引量:2
10
作者 何永勃 张文杰 董玉珊 《机床与液压》 北大核心 2018年第6期43-46,共4页
为了解决金属氧化物半导体气敏传感器易受外界环境温度影响而产生输出漂移的问题,提出了一种基于温度负反馈的补偿方法。通过构造适当的热敏电阻,设计了可调式开关稳压电路,为传感器提供加热电压,保证敏感材料较稳定的工作条件。通过TGS... 为了解决金属氧化物半导体气敏传感器易受外界环境温度影响而产生输出漂移的问题,提出了一种基于温度负反馈的补偿方法。通过构造适当的热敏电阻,设计了可调式开关稳压电路,为传感器提供加热电压,保证敏感材料较稳定的工作条件。通过TGS2610气敏传感器的对比实验,探测误差可由原来的-40%,+70%降低到±10。 展开更多
关键词 气敏传感器 金属氧化物半导体 温度负反馈 温度补偿 热敏电阻 可调开关稳压电路
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用全耗尽绝缘硅互补型金属氧化物半导体集成技术实现一种激光测距电路
11
作者 张新 高勇 +2 位作者 刘善喜 安涛 徐春叶 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第2期278-281,共4页
在对薄膜全耗尽绝缘硅互补型金属氧化物半导体 (SOICMOS)结构进行模拟和测试基础上 ,采用薄膜全耗尽绝缘硅 (SOI)结构 ,并在工艺中利用优质栅氧化、Ti硅化物、轻掺杂漏 (LDD)结构等关键技术实现了一种高速低功耗SOICMOS激光测距集成电... 在对薄膜全耗尽绝缘硅互补型金属氧化物半导体 (SOICMOS)结构进行模拟和测试基础上 ,采用薄膜全耗尽绝缘硅 (SOI)结构 ,并在工艺中利用优质栅氧化、Ti硅化物、轻掺杂漏 (LDD)结构等关键技术实现了一种高速低功耗SOICMOS激光测距集成电路。测试结果表明 :1.2 μm器件 10 1级环振单门延迟为 2 5 2 ps ,总延迟为 5 4.2ns .电路静态功耗约为 3mW ,动态功耗为 展开更多
关键词 互补金属氧化物半导体 绝缘硅 SOI 氧化 动态功耗 电路 静态功耗 延迟 CMOS 集成技术
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金属氧化物半导体气敏机理探析 被引量:27
12
作者 田敬民 李守智 《西安理工大学学报》 CAS 2002年第2期144-147,共4页
讨论了金属氧化物半导体表面的气 -气、气 -固反应及其相应的电子过程 ,建立了分析气敏作用机理的理论模型 ,并提出了改进传感器性能的指导性意见。
关键词 气敏机理 气敏传感器 金属氧化物半导体 晶粒势垒
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过渡金属氧化物在光电化学传感器中的应用研究进展 被引量:4
13
作者 杨萍 钟立 +1 位作者 魏小平 李建平 《理化检验(化学分册)》 CAS CSCD 北大核心 2020年第1期110-117,共8页
近年来,光电化学传感器的研究已经成为人们关注的热点。光敏材料作为光电化学传感器的关键部分,其性能对传感器的灵敏度、选择性和稳定性等特征起着决定性的作用。该文简要介绍了光电化学传感器的原理和光电材料的分类,阐述了在光电化... 近年来,光电化学传感器的研究已经成为人们关注的热点。光敏材料作为光电化学传感器的关键部分,其性能对传感器的灵敏度、选择性和稳定性等特征起着决定性的作用。该文简要介绍了光电化学传感器的原理和光电材料的分类,阐述了在光电化学传感器中常见过渡金属氧化物及其复合物的光电材料的制备方法与应用,对光电化学传感器及光电化学材料的发展前景进行了展望(引用文献67篇)。 展开更多
关键词 过渡金属氧化物 光电化学传感器 光电材料 研究进展
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半导体陶瓷型薄膜气敏传感器的研究进展 被引量:13
14
作者 杨志华 余萍 肖定全 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第1期4-6,10,共4页
 半导体陶瓷型薄膜气敏传感器,具有灵敏度高、与气体反应快、制备成本较低等优点,已经成为近年传感器研究和开发的重点,是未来气敏传感器的发展方向之一。本文介绍了陶瓷型半导体薄膜气敏传感器常见的器件结构、薄膜材料的主要制备方法...  半导体陶瓷型薄膜气敏传感器,具有灵敏度高、与气体反应快、制备成本较低等优点,已经成为近年传感器研究和开发的重点,是未来气敏传感器的发展方向之一。本文介绍了陶瓷型半导体薄膜气敏传感器常见的器件结构、薄膜材料的主要制备方法,部分主要的半导体金属氧化物薄膜气敏材料,以及近期相关的研究进展,并扼要分析了今后的发展方向。 展开更多
关键词 半导体陶瓷型 薄膜 气敏传感器 研究进展 金属氧化物
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金属氧化物气体传感器阵列的制备 被引量:8
15
作者 李松 Martin Jaegle Harald Boettner 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2005年第1期36-38,共3页
利用薄膜技术制作的半导体金属氧化物气体传感器阵列是由一个基底上的四个传感器单元组成的。基本结构是在 4英寸的硅片上制作完成的。首先 ,沉积金属铂电极 ,加热棒和温度传感器。其次 ,沉积半导体金属氧化物SnO2 。然后进行传感器阵... 利用薄膜技术制作的半导体金属氧化物气体传感器阵列是由一个基底上的四个传感器单元组成的。基本结构是在 4英寸的硅片上制作完成的。首先 ,沉积金属铂电极 ,加热棒和温度传感器。其次 ,沉积半导体金属氧化物SnO2 。然后进行传感器阵列电极的焊接 ,封装。最后进行测量 ,测量结果显示了传感器阵列对不同气体甲烷(CH4) ,一氧化碳 (CO) ,氢气 (H2 ) ,二氧化氮 (NO2 )和氨气 (NH3 )的响应。 展开更多
关键词 半导体金属氧化物 气体传感器 传感器阵列 SNO2
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金属氧化物气敏传感器(V) 被引量:7
16
作者 徐毓龙 G.Heiland 《传感技术学报》 CAS CSCD 1996年第4期93-99,共7页
本书系西安电子科技大学徐毓龙教授与亚琛工大(德)D.Kohl和G.Heiland两教授合作,执笔写成的Metal oxide Gas Sensors专著,经对方授意,由徐编译成的连续性中文稿.计六章:(1)导论;(2)金属氧化物点缺陷理论;(3)重要金属氧化物的性质;(4)金... 本书系西安电子科技大学徐毓龙教授与亚琛工大(德)D.Kohl和G.Heiland两教授合作,执笔写成的Metal oxide Gas Sensors专著,经对方授意,由徐编译成的连续性中文稿.计六章:(1)导论;(2)金属氧化物点缺陷理论;(3)重要金属氧化物的性质;(4)金属氧化物的表面性质和表面过程;(5)金属氧化物气敏传感器举例;(6)结论和展望,拟分6期刊完.今在该书出版之前,作先导刊出,以飨读者. 展开更多
关键词 金属氧化物 氧化物半导体 气敏传感器
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金属氧化物气敏传感器(Ⅵ) 被引量:5
17
作者 徐毓龙 G.Heiland 《传感技术学报》 CAS CSCD 1997年第1期79-82,共4页
6结论与展望 6.1气敏传感器近年来的研究开发成果 以二氧化锡可燃性气体传感器为代表的金属氧化物半导体气敏传感器和以二氧化锆浓差电池氧气传感器为代表的金属氧化物固体电解质气敏传感器实用化以来的短短几十年,金属氧化物气敏传感... 6结论与展望 6.1气敏传感器近年来的研究开发成果 以二氧化锡可燃性气体传感器为代表的金属氧化物半导体气敏传感器和以二氧化锆浓差电池氧气传感器为代表的金属氧化物固体电解质气敏传感器实用化以来的短短几十年,金属氧化物气敏传感器事业得到很大的发展,特别是近20年来。 展开更多
关键词 金属氧化物 气敏传感器 半导体
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半导体电阻型CO_(2)传感器研究进展 被引量:2
18
作者 徐春霞 王光伟 张鹏 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2023年第10期1-4,16,共5页
半导体金属氧化物表面与气体相互作用的同时可促使材料内部载流子迁移或转化,进而影响材料导电性能,使其表现出气体敏感特性。利用n型、p型半导体金属氧化物导电性能与二氧化碳(CO_(2))含量之间的变化关系,开展了大量电阻型CO_(2)传感... 半导体金属氧化物表面与气体相互作用的同时可促使材料内部载流子迁移或转化,进而影响材料导电性能,使其表现出气体敏感特性。利用n型、p型半导体金属氧化物导电性能与二氧化碳(CO_(2))含量之间的变化关系,开展了大量电阻型CO_(2)传感器应用探索。通过构建半导体金属氧化物异质结构,降低传感器工作温度的同时,提高传感器选择响应特性。钙钛矿型复合氧化物半导体也表现出CO_(2)敏感特性,基于这些半导体与CO_(2)相互作用后电阻的变化,可以大大拓展电阻型CO_(2)传感器的探索范围,是极具活力的CO_(2)传感器研究领域。 展开更多
关键词 半导体金属氧化物 气敏特性 异质结 钙钛矿 电阻型CO_(2)传感器
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VOCs分子的半导体型传感器识别检测研究进展 被引量:10
19
作者 刘弘禹 孟钢 +4 位作者 邓赞红 李蒙 常鋆青 代甜甜 方晓东 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2022年第5期26-42,共17页
具有体积小、功耗低、灵敏度高、硅工艺兼容性好等优点的金属氧化物半导体(MOS)气体传感器现已广泛地应用于军事、科研和国民经济的各个领域。然而MOS传感器的低选择性阻碍了其在物联网(IoT)时代的应用前景。为此,本文综述了解决MOS传... 具有体积小、功耗低、灵敏度高、硅工艺兼容性好等优点的金属氧化物半导体(MOS)气体传感器现已广泛地应用于军事、科研和国民经济的各个领域。然而MOS传感器的低选择性阻碍了其在物联网(IoT)时代的应用前景。为此,本文综述了解决MOS传感器选择性的研究进展,主要介绍了敏感材料性能提升、电子鼻和热调制三种改善MOS传感器选择性的技术方法,阐述了三种方法目前所存在的问题及其未来的发展趋势。同时,本文还对比介绍了机器嗅觉领域主流的主成分分析(PCA)、线性判别分析(LDA)和神经网络(NN)模式识别/机器学习算法。最后,本综述展望了具有数据降维、特征提取和鲁棒性识别分类性能的卷积神经网络(CNN)深度学习算法在气体识别领域的应用前景。基于敏感材料性能的提升、多种调制手段与阵列技术的结合以及人工智能(AI)领域深度学习算法的最新进展,将会极大地增强非选择性MOS传感器的挥发性有机化合物(VOCs)分子识别能力。 展开更多
关键词 金属氧化物半导体 气体传感器 电子鼻 热调制 模式识别 机器学习 卷积神经网络
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电容式压力传感器的设计和仿真分析
20
作者 曹海燕 王慧慧 +2 位作者 赵鹤然 孙晓东 张颖 《传感器与微系统》 北大核心 2025年第4期88-91,共4页
对微器件中应用较广泛的一种电容式MEMS压力传感器的结构进行了优化设计,提出了一种新型的电容式压力传感器设计方案,使MEMS结构与互补金属氧化物半导体(CMOS)工艺兼容。通过Ansys软件建立模型并进行仿真分析,结果表明:传感器的性能与... 对微器件中应用较广泛的一种电容式MEMS压力传感器的结构进行了优化设计,提出了一种新型的电容式压力传感器设计方案,使MEMS结构与互补金属氧化物半导体(CMOS)工艺兼容。通过Ansys软件建立模型并进行仿真分析,结果表明:传感器的性能与敏感膜的形状和尺寸有关系。在所研究的结构参数范围内,1200μm方形膜结构的压力传感器的灵敏度可达到218.89 pF/MPa,而且高压范围内的灵敏度和线性度较低压范围的好。该结构的传感器工艺流程简易,仿真研究结果为电容式压力传感器的设计和应用提供了基础依据。 展开更多
关键词 电容式压力传感器 互补金属氧化物半导体工艺 ANSYS软件 敏感膜
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