研究目的
为研究表面电离气体检测中的灵敏度-选择性权衡问题，重点探究电极构型与发射体材料对SI传感器性能的影响。
研究成果
SI气体传感器的灵敏度和选择性高度依赖于电极几何形状和发射极材料特性。FP-FP构型具有高胺选择性但灵敏度较低，而E-FP和E-E构型通过非选择性物理电离过程以牺牲选择性为代价获得更高灵敏度。未来研究应聚焦于降低吸附物结合能的材料设计，以及低功耗器件的微组装技术改进。
研究不足
该研究是一篇综述论文，依赖既有实验数据而非新实验。局限性包括：未对所有高场过程进行系统性实验评估、E-E器件中可能存在的寄生电流，以及低压运行所需的多晶圆微组装技术尚待进一步发展。
1：实验设计与方法选择：
本研究通过理论模型和既往实验数据，对多种SI传感器架构（包括平行板电容器器件、平面读出配置以及MEMS/NEMS微型化器件）进行回顾与分析。
2：样本选择与数据来源：
实验针对不同发射材料（如Pt、SnO?、CuO、Fe?O?）和电极配置（如FP-FP、E-FP、E-E）的SI传感器开展，在合成空气背景下暴露于胺类、丙酮、乙醇和乙烯等气体环境。
3：实验设备与材料清单：
配备丝网印刷铂加热器的陶瓷加热平台、金属氧化物发射薄膜（如SnO?、CuO）、不锈钢测量腔室、用于间隙调节的微米螺旋测微器、MEMS微加热器及纳米线器件。
4：实验流程与操作规范：
将传感器加热至特定温度（如200-700°C），施加偏置电压（如±30V至1000V），并测量气体暴露引发的离子电流，数据采集涵盖干燥与加湿空气条件。
5：数据分析方法：
分析离子电流密度及响应特性，基于气体的自由空间电离能与质子亲和能进行对比，采用解析近似法与有限元建模估算电场分布。
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