以多孔硅為基底氧化鎢薄膜5/5

對(duì)于n型多孔硅/三氧化鎢（WO3）薄膜復(fù)合結(jié)構(gòu)在氣敏測(cè)試中出現(xiàn)的反常現(xiàn)象，并不能從一般的化學(xué)反應(yīng)中得到合理解釋?zhuān)�因�(yàn)橐话阏J(rèn)為WO3也是一種n型的金屬氧化物半導(dǎo)體材料。但是從測(cè)試的結(jié)果來(lái)看，復(fù)合結(jié)構(gòu)顯示出一種p型半導(dǎo)體的性質(zhì)，這說(shuō)明材料發(fā)生了從n型到p型的轉(zhuǎn)變，這種轉(zhuǎn)變?cè)诎�括In2O3，SnO2，F(xiàn)e2O3，TiO2和ZnO在內(nèi)的多種金屬氧化物中都出現(xiàn)過(guò)。金屬氧化物氣敏傳感器根據(jù)接觸還原性氣體時(shí)電導(dǎo)上升或下降而分為n型或p型。這種分類(lèi)方法跟氧化物表面電導(dǎo)有關(guān)，而這是由表面的多數(shù)載流子(電子或空穴)決定的。電子和空穴對(duì)氧化物表面電導(dǎo)均起到一定作用，載流子密度的變化可以導(dǎo)致表面載流子類(lèi)型的轉(zhuǎn)變，即形成反型層。形成反型層的原因很多，氣敏測(cè)試時(shí)溫度的變化，氣敏材料的組分變化(比如摻雜)或者使用不同濃度的測(cè)試氣體都可能形成反轉(zhuǎn)，另一個(gè)形成導(dǎo)電類(lèi)型反轉(zhuǎn)的原因是吸附氧導(dǎo)致的。金屬氧化物普遍存在的缺陷便是氧空位，因此在空氣中，氧氣會(huì)吸附在金屬氧化物表面，電子濃度由于氧的吸附而降低，當(dāng)空穴濃度大于電子濃度時(shí)就會(huì)發(fā)生n—p的轉(zhuǎn)型，在表面形成了反型層。這種行為對(duì)于多孔性納米結(jié)構(gòu)會(huì)表現(xiàn)得更明顯，這是因?yàn)楦叩谋缺砻娣e會(huì)產(chǎn)生大量不穩(wěn)定的表面態(tài)。在反型層內(nèi)，空穴取代電子成為多數(shù)載流子。在NO2環(huán)境中，會(huì)使電子越來(lái)越少而空穴越來(lái)越多，所以電阻會(huì)下降，表現(xiàn)出p型半導(dǎo)體的性質(zhì)。

n型多孔硅與WO3薄膜復(fù)合之后形成異質(zhì)結(jié)，降低了表面勢(shì)壘，復(fù)合結(jié)構(gòu)降低了WO3薄膜的氣敏響應(yīng)溫度，提高了多孔硅對(duì)NO2的靈敏度，因?yàn)楫愘|(zhì)結(jié)處會(huì)產(chǎn)生大量的缺陷和表面態(tài)，導(dǎo)致靈敏度的提高。