Au修饰SnO₂薄膜兼容型高响应乙炔气体传感器研制

摘要

为了实现变压器油中溶解的乙炔气体检测，研发了一款基于Au修饰SnO₂气敏薄膜的乙炔气体传感器。通过射频溅射制备SnO₂薄膜，进而通过直流溅射制备Au并改变溅射时间，得到不同Au修饰量的气敏薄膜，采用微机电系统（MEMS）工艺开发了基于气敏薄膜的乙炔气体传感芯片。对比纯SnO₂以及不同Au修饰量的SnO₂气敏薄膜的气敏性能，结果显示，基于20 s-Au修饰的SnO₂薄膜MEMS乙炔传感器性能最佳，最佳工作温度为200℃,体积分数为1×10^-6的乙炔气体的响应值高达14,响应恢复时间分别为5 s和87 s,且具有良好的重复性，检测限低至0.1×10^-6（体积分数）。对比测试体积分数为1×10^-6下变压器油中溶解的氢气、甲烷等其他气体，所研发的MEMS乙炔气体传感器仍具有优越的选择性，在长期测试下保持良好稳定性，可为解决变压器油中溶解乙炔气体的检测难题提供一种元件选择。

关键词

变压器油 / 乙炔 / Au修饰 / 氧化锡 / 气体传感器

基金资助

国家重点研发计划资助项目(2022YFB3206800); 南方电网数字电网研究院股份有限公司科技项目(210000KC23010005)