研究目的
通过数值分析研究冷却过程中氧空位行为对半导体气体传感器的影响。
研究成果
数值分析方法精确描述了冷却过程中氧空位的行为及其对气体传感特性的影响。研究表明，通过设计的冷却过程可以控制或调节气体传感器的性能，从而为半导体气体传感机制提供了定量解释。
研究不足
该研究做出了几项假设，包括氧空位密度（NVS）在晶粒表面随时间呈线性依赖关系，以及计算中排除了隧穿效应。这些近似处理可能导致模型预测出现偏差。
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冷却过程中氧空位行为对半导体气体传感器的影响：数值分析
DOI：10.3390/s18113929
期刊：Sensors
出版年份：2018
更新时间：2025-09-23 15:21:01
摘要：
基于梯度分布氧空位模型，采用数值分析方法研究了半导体气体传感器冷却过程中氧空位行为的影响。通过建立扩散方程描述氧空位在冷却过程中的扩散与排斥效应行为，运用数值分析求解该扩散方程的精确解。结果表明：氧空位分布特征取决于冷却速率及冷却过程的温度区间。计算了电阻降低和响应特性等气体传感性能参数，这些参数与氧空位分布共同显示出晶粒尺寸效应和再退火效应。研究发现通过设计冷却过程可调控气体传感器性能，所提模型为传感器特性模拟提供了可能，有助于气体传感器设计，并对半导体气体传感机理作出了定量阐释。
作者：
Jianqiao Liu，Wanqiu Wang，Zhaoxia Zhai，Guohua Jin，Yuzhen Chen，Wusong Hong，Liting Wu，Fengjiao Gao
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