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oe1(光电查) - 科学论文

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  • 钽含量对YbTaxOy电解质-绝缘体-半导体pH传感器结构特性与传感性能的影响

    摘要： 在本研究中，我们开发了具有超能斯特响应pH敏感特性的YbTaxOy传感膜，用于电解质-绝缘体-半导体（EIS）pH传感器。通过反应共溅射在硅衬底上沉积YbTaxOy传感膜，系统考察了钽含量对其结构特性与传感性能的影响。X射线衍射、原子力显微镜、二次离子质谱和X射线光电子能谱分别揭示了不同钽等离子体功率条件（80-160 W）下制备的YbTaxOy薄膜的结构、形貌、深度分布及化学特征。测试结果表明，在120 W工艺条件下制备的YbTaxOy EIS器件展现出最优性能：超能斯特灵敏度（70.24 mV/pH）、最低迟滞电压（1.5 mV）及最小漂移率（0.26 mV/h）。该优化条件可能实现了薄膜中YbTaO4化学计量比的精准调控与表面粗糙度的平衡，同时降低了晶体缺陷并抑制了YbTaxOy-Si界面的硅酸盐形成。这种超能斯特pH敏感特性源于钽离子掺杂Yb2O3形成化学计量比的YbTaO4薄膜，促使Yb从三价态向二价态转变，进而在氧化还原反应中实现每个Yb离子向两个质子转移一个电子的过程。

    关键词： 电解质-绝缘体-半导体（EIS）、传感特性、等离子体功率、pH灵敏度、YbTaxOy

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 采用纳米压印技术制造的阵列化电解质-绝缘体-半导体pH传感器

    摘要： 本研究聚焦于采用纳米压印技术(NIL)与CMOS工艺集成制造的阵列化电解质-绝缘体-半导体(EIS) pH传感器的传感特性。通过NIL制备了线状与方形状的阵列图案（尺寸约200-400纳米，宽间距比约1/1-1/2），继而完成EIS传感器制作。利用原子力显微镜(AFM)和扫描电子显微镜(SEM)对图案进行了表征。结果表明：相较于单一结构传感器，具有阵列化图案的传感器均展现出更高的灵敏度、更低的迟滞效应及漂移特性。研究还探讨了阵列图案（方形或线状）及图案密度对传感区域的影响。该方法可为未来高性能生化传感应用提供器件制造方案。

    关键词： 灵敏度、漂移、阵列化图案、纳米压印技术、pH传感器、电解质-绝缘体-半导体、迟滞效应

    更新于2025-09-23 15:21:01