研究目的
开发和评估基于氧化钨的化学电阻式传感器，用于在干燥和潮湿空气中低温监测氧气，作为铅基传感器的替代方案。
研究成果
氧化钨薄膜传感器对高达20%的氧浓度表现出良好的线性响应，在350°C时性能最佳。湿度会负面影响响应但传感器仍可使用。这相比先前研究有显著改进，推动了无铅金属氧化物基氧传感器在各类应用中的发展。
研究不足
传感器在潮湿环境中的响应较干燥空气有所降低，且由于氧脱附作用，温度超过350°C时性能下降。本研究限于氧气浓度20%及温度400°C以下的范围，材料成分与制备工艺存在优化潜力。
1：实验设计与方法选择：
研究采用旋涂法和光刻技术定义传感区域制备薄膜传感器，随后在150°C至400°C温度范围内，通过不同氧浓度和湿度条件下的气体传感测试评估性能。
2：样本选择与数据来源：
传感器制备于氧化铝基底上并配置金叉指电极；混合气体由零空气与氮气生成，湿度通过水泡器引入。
3：实验设备与材料清单：
设备包括旋涂机、快速研磨机、加热板、紫外曝光系统、带质量流量控制器的气体混合仪、水泡器、数据记录仪及传感器管理系统。材料包含氧化钨粉末、负性光刻胶、去离子水、氧化铝基底、金电极、零空气、氮气。
4：实验流程与操作步骤：
通过研磨光刻胶与氧化钨混合物制备墨水，旋涂于基底后干燥，经掩模紫外曝光，去离子水显影并干燥，重复第二层工艺，高温烧结后进行控氧浓度与湿度的传感测试，测量电阻变化。
5：数据分析方法：
传感器响应值计算为ΔR/Ra（Ra为氮气中基线电阻，Rg为氧气中电阻）；记录数据并分析线性关系及温度影响。
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