研究目的
比较四种不同金属氧化物薄膜（二氧化钨(WO?)、三氧化钨(WO?)、二氧化锡(SnO?)和锡掺杂三氧化钨(Sn掺杂WO?)）对丙酮气体的气体传感性能。
研究成果
二氧化锡被确认为检测丙酮气体的最佳材料，能感知低至1.5 ppm的浓度并产生30%的响应变化。研究确定了每种薄膜的最佳工作温度，通过对比分析气体传感特性，突出了二氧化锡在呼气中糖尿病生物标志物检测等应用中的有效性。
研究不足
该研究仅限于丙酮气体检测及特定金属氧化物薄膜；未对其他气体或薄膜类型进行广泛测试。退火温度和气体浓度为固定值，可能无法涵盖所有最佳条件。响应和恢复时间针对SnO?材料，其他材料可能存在差异。
1：实验设计与方法选择：
本研究采用反应离子溅射和退火工艺制备并表征了WO2、WO3、SnO2及锡掺杂WO3薄膜，通过优化晶粒尺寸实现气体传感性能。气体传感测试通过将薄膜暴露于丙酮气体并测量电阻变化完成。
2：WOSnO2及锡掺杂WO3薄膜，通过优化晶粒尺寸实现气体传感性能。气体传感测试通过将薄膜暴露于丙酮气体并测量电阻变化完成。 样品选择与数据来源：
2. 样品选择与数据来源：以热氧化生长1微米厚二氧化硅的n型硅片为基底。薄膜沉积及退火温度设定为：WO2和WO3（500°C）、SnO2（300°C）、锡掺杂WO3（400°C）。
3：实验设备与材料清单：
设备包括反应离子溅射系统、DEKTAK表面轮廓仪、XRD（理学SmartLab导引）、原子力显微镜、扫描电镜（蔡司Sigma场发射）、配备计算机控制的气体混合器、气体测试腔室、数字万用表及电源。材料包含氩氧气体、钨靶和锡靶。
4：实验流程与操作规范：
通过特定气体比例（WO薄膜80:20 Ar:O2，SnO2为60:40）进行反应离子溅射沉积。锡掺杂WO3通过溅射锡薄层后退火制得。所有薄膜退火1小时，采用XRD、AFM、SEM及厚度仪进行表征。气体传感测试在最佳温度下暴露1.5-20ppm丙酮浓度并记录电阻变化。
5：5-20ppm丙酮浓度并记录电阻变化。 数据分析方法：
5. 数据分析方法：响应百分比计算公式S=(Rf-Ri)*100/Ri（Rf为最终电阻，Ri为初始电阻）。XRD图谱与数据库比对进行物相鉴定，AFM与SEM图像用于分析晶粒尺寸与表面粗糙度。
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