研究目的
研究金纳米颗粒功能化CuO薄膜对二氧化碳气体的电导式传感灵敏度。
研究成果
研究表明，功能化金纳米颗粒的氧化铜薄膜对二氧化碳具有高灵敏度，其灵敏度较原始氧化铜传感器有显著提升。该制备工艺与CMOS平台兼容，具备大规模生产潜力。但传感器寿命及纳米颗粒沉积的可重复性仍存在挑战。
研究不足
研究指出传感器性能随时间推移而下降，这归因于功能化过程中的结构变化以及CuO层在硅基底上的粘附问题。金纳米颗粒的滴涂法存在重复性限制。
1：实验设计与方法选择：
本研究采用电子束光刻、热蒸发和剥离工艺制备金纳米颗粒功能化的氧化铜薄膜气体传感器，随后通过热氧化形成连续的氧化铜薄膜。
2：样品选择与数据来源：
基底为带有热氧化硅层的硅片，采用金电极进行电接触。
3：实验设备与材料清单：
设备包括电子束光刻系统（Raith eLINE plus）、热蒸发仪（Univex Evaporator 450）和扫描电子显微镜（Auriga-CrossBeam工作站）。材料包含铜、金纳米颗粒及光刻显影用各类化学试剂。
4：实验流程与操作步骤：
包含电极沉积、图案化铜层制备、传感器堆叠组装、热氧化处理及纳米颗粒功能化等环节。
5：数据分析方法：
基于合成空气与气体暴露时的电阻变化计算灵敏度，采用扫描电镜和拉曼光谱进行材料表征。
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Auriga-CrossBeam Workstation
Carl Zeiss Microscopy GmbH
Scanning electron microscopy investigation
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Univex Evaporator 450
Leybold GmbH
Thermal evaporation of materials
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AZ?MIR701
Microchemicals
Positive photoresist for photolithography
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Fraunhofer IAP-CAN
Aqueous Au-NPs solution for sensor functionalization
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