研究目的
研究通过脉冲激光沉积（PLD）获得的敏感多孔薄膜对室温下表面声波（SAW）传感器氢气响应的影响。
研究成果
研究证实，薄膜的高孔隙率和双层结构会导致更高的频率偏移，并使得在更低浓度下进行测试成为可能。最佳传感器Pd-1500/TiO2-600在室温下对氢气表现出显著的灵敏度和较低的检测限。脉冲激光沉积（PLD）方法被证明是开发用于气体检测的敏感多孔和纳米结构薄膜的有效手段。
研究不足
出于安全考虑，研究将氢气浓度限制在2%以内，因为氢气在最低4%浓度时就会爆炸。研究发现，在压力超过900毫托时薄膜形态不稳定，这限制了可采用的沉积压力范围。
1：实验设计与方法选择：
本研究采用脉冲激光沉积（PLD）技术在声表面波（SAW）传感器的石英基底上制备单层TiO?薄膜及Pd/TiO?双层薄膜。通过调节PLD沉积腔室中的氧气与氩气压力，实现敏感膜层的不同形貌调控。
2：样品选择与数据来源：
SAW传感器使用石英基底。利用扫描电子显微镜（SEM）对敏感单层膜与双层膜的形貌进行研究。
3：实验设备与材料清单：
采用Nd:YAG激光器（EKSPLA NL301HT）进行薄膜沉积。传感器测试配备DHPVA-200 FEMTO放大器，连接CNT-91悬锤式频率计数器并通过Time View 3计算机软件记录数据。
4：实验流程与操作步骤：
使用掩模限定沉积区域，仅在传感器的敏感区沉积薄膜。在室温条件下测试传感器对不同氢气浓度的响应。
5：数据分析方法：
根据各气体浓度下测定的平均灵敏度值，确定SAW传感器的灵敏度及检测限（LOD）。
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FEI QUANTA
FEI QUANTA
FEI
Used for studying the morphology of the sensitive layers and bilayers by SEM.
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Nd-YAG laser
EKSPLA NL301HT
Ekspla
Used for film deposition in the PLD process.
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DHPVA-200 FEMTO amplifier
DHPVA-200
Messtechnik GmbH
Used for sensors tests.
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CNT-91 Pendullum frequency counter
CNT-91
Spectracom Corp
Connected to a computer software, Time View 3, for sensors tests.
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