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金属氧化物半导体MEMS气体传感器研究进展 被引量:3
1
作者 尹嘉琦 沈文锋 +3 位作者 吕大伍 赵京龙 胡鹏飞 宋伟杰 《材料导报》 EI CSCD 北大核心 2024年第1期30-43,共14页
随着物联网的快速发展,各领域对气体监测的需求越来越大,基于先进微机电系统(Micro-electro-mechanical systems, MEMS)技术的金属氧化物半导体(Metal oxide semiconductor, MOS)气体传感器在过去几十年里取得了很大发展。MEMS微热板的... 随着物联网的快速发展,各领域对气体监测的需求越来越大,基于先进微机电系统(Micro-electro-mechanical systems, MEMS)技术的金属氧化物半导体(Metal oxide semiconductor, MOS)气体传感器在过去几十年里取得了很大发展。MEMS微热板的多样化设计、MOSs纳米结构的多样化以及机器学习算法的出现为MEMS的传感性能以及智能传感系统的构建提供了很大助力。本文从MEMS气体传感器的分类、制备和应用以及传感器阵列的构建等方面综述了金属氧化物半导体MEMS气体传感器的最新研究进展,并对MEMS基气体传感器的发展前景进行了总结和展望。 展开更多
关键词 气体传感器 金属氧化物半导体 微机电系统 传感器阵列 智能传感系统
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基于4晶体管像素结构的互补金属氧化物半导体图像传感器总剂量辐射效应研究 被引量:9
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作者 王帆 李豫东 +4 位作者 郭旗 汪波 张兴尧 文林 何承发 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2016年第2期176-181,共6页
对基于4晶体管像素结构互补金属氧化物半导体图像传感器的电离总剂量效应进行了研究,着重分析了器件的满阱容量和暗电流随总剂量退化的物理机理.实验的总剂量为200 krad(Si),测试点分别为30 krad(Si),100 krad(Si),150 krad(Si)和200 kr... 对基于4晶体管像素结构互补金属氧化物半导体图像传感器的电离总剂量效应进行了研究,着重分析了器件的满阱容量和暗电流随总剂量退化的物理机理.实验的总剂量为200 krad(Si),测试点分别为30 krad(Si),100 krad(Si),150 krad(Si)和200 krad(Si),剂量率为50 rad(Si)/s.实验结果发现随着辐照总剂量的增加,器件的满阱容量下降并且暗电流显著增加.其中辐照使得传输门沟道掺杂分布发生改变是满阱容量下降的主要原因,而暗电流退化则主要来自于浅槽隔离界面缺陷产生电流和传输门-光电二极管交叠区产生电流.实验还表明样品器件的转换增益在辐照前后未发生明显变化,并且与3晶体管像素结构不同,4晶体管像素结构的互补金属氧化物半导体图像传感器没有显著的总剂量辐照偏置效应. 展开更多
关键词 互补金属氧化物半导体图像传感器 电离总剂量效应 钳位二极管 满阱容量
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金属氧化物半导体气体传感器选择性改进研究进展
3
作者 刘亚东 徐勇 +1 位作者 尤立娟 王学峰 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2024年第10期1-5,共5页
选择性较差一直是金属氧化物半导体(MOS)传感器难以攻破的主要技术瓶颈。本文基于单层结构和分层结构两种角度,对目前解决MOS传感器选择性问题的技术途径进行了综述。基于单层结构提出的技术途径,能够在一定程度上提升传感器的选择性,... 选择性较差一直是金属氧化物半导体(MOS)传感器难以攻破的主要技术瓶颈。本文基于单层结构和分层结构两种角度,对目前解决MOS传感器选择性问题的技术途径进行了综述。基于单层结构提出的技术途径,能够在一定程度上提升传感器的选择性,但在实际应用环境下的抗干扰能力等方面存在一定的未知性和局限性。基于分层结构提出的技术途径,在对气体的响应过程中产生的具有差异性的特征,可以为传感器对目标气体的准确识别提供可靠依据。但分层结构MOS传感器一致性较难控制、制备技术要求较高、使用寿命相对较短等问题仍需进一步改进和完善。 展开更多
关键词 金属氧化物半导体气体传感器 选择性 技术途径
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金属氧化物半导体电阻型气敏传感器作用机理 被引量:10
4
作者 徐毓龙 曹全喜 周晓华 《传感技术学报》 CAS CSCD 1992年第2期53-64,共12页
根据实验所得规律,知金属氧化物表面发生的气—固、气—气反应及其相关的电子过程是气敏作用机理的基础.添加剂、表面处理、温度控制等都能够影响这些反应过程,可用来改善传感器的灵敏度和选择性.
关键词 气敏传感器 金属氧化物 半导体
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金属氧化物半导体气敏传感器稳定性研究进展 被引量:9
5
作者 周志刚 胡木林 李鄂胜 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第3期52-56,共5页
金属氧化物半导体(MOS)气敏传感器的稳定性是气敏器件实用化进程中最具有挑战性的因素。影响器件稳定性的主要因素包括颗粒尺寸、颈部宽度、微裂纹、电极、湿度和温度的变化。颗粒的长大和颗粒间颈部尺寸的变化降低了耗尽层对总电阻变... 金属氧化物半导体(MOS)气敏传感器的稳定性是气敏器件实用化进程中最具有挑战性的因素。影响器件稳定性的主要因素包括颗粒尺寸、颈部宽度、微裂纹、电极、湿度和温度的变化。颗粒的长大和颗粒间颈部尺寸的变化降低了耗尽层对总电阻变化的贡献;微裂纹的加剧使器件的电阻发生漂移,并且为水蒸气、氧气和待测气体扩散到敏感膜内部提供便捷的通道;电极的退化影响电极与气敏材料之间的接触电阻Rc;温度和湿度的改变使气体的吸附、脱附、反应活性和电子迁移率等都发生变化,因而器件的稳定性得不到保证。在机理分析的基础上,分别介绍了提高器件稳定性的方法。 展开更多
关键词 气敏传感器 金属氧化物半导体 稳定性
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金属氧化物半导体气敏传感器的研究和开发进展 被引量:15
6
作者 蔡晔 葛忠华 陈银飞 《化工生产与技术》 CAS 1997年第2期29-34,共6页
综述了近期国内外金属氧化物半导体气教传感器的研究和开发进展;阐述了半导体气敏材料的气敏作用及机理;展望了今后半导体气敏传感器技术的发展趋向。
关键词 金属氧化物 气敏传感器 半导体
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紫外光激发金属氧化物气体传感器研究进展
7
作者 顾子琪 曹兆玉 +1 位作者 薄良波 郑晓虹 《微纳电子技术》 2025年第1期13-27,共15页
近年来,随着环境污染问题日益严重,对传感器的要求也在不断提升。传统的金属氧化物气体传感器虽然具有良好的响应,但是工作温度高和选择性差制约了其发展。紫外光激发与形貌调控、金属掺杂和构建异质结相结合被认为是解决这一问题的有... 近年来,随着环境污染问题日益严重,对传感器的要求也在不断提升。传统的金属氧化物气体传感器虽然具有良好的响应,但是工作温度高和选择性差制约了其发展。紫外光激发与形貌调控、金属掺杂和构建异质结相结合被认为是解决这一问题的有效途径。综述了近年来紫外光激发的金属氧化物气体传感器的研究进展,详细探究了紫外光激发金属氧化物气体传感器的工作机理,并对紫外光激发下以ZnO、TiO_(2)、SnO_(2)、In_2O_(3)四种金属氧化物为敏感材料的半导体型气体传感器、气敏结构以及器件设计与器件集成的研究进展进行了综述。最后,指出了紫外光激发金属氧化物气体传感器在实际应用中可能面临的一些挑战和问题。 展开更多
关键词 气体传感器 光激发 紫外光 金属氧化物半导体 气敏性能
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金属氧化物半导体SO2气体传感器的研究现状 被引量:7
8
作者 刘航 王秋晨 +1 位作者 于兰伊 王林康 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2021年第2期1-3,11,共4页
介绍了气敏机理,总结了近年来国内外基于金属氧化物半导体的SO2气敏材料的研究现状,指出了基于金属氧化物半导体SO2气体传感器的不足之处,提出设计复合材料、优化合成方法是提高SO2气敏材料敏感特性的研究方向。
关键词 SO2传感器 金属氧化物半导体 复合材料
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金属氧化物半导体气体传感器改性研究进展 被引量:18
9
作者 璩光明 杨莹丽 +1 位作者 王国东 杨林林 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2022年第2期1-4,共4页
金属氧化物半导体气体传感器在环境空气质量监测、有毒有害气体检测以及某些疾病初步诊断等方面具有良好的应用价值与潜力。综述了近些年针对提升金属氧化物半导体气体传感器性能的改性研究进展,从对本体材料掺杂、修饰以及复合等多方... 金属氧化物半导体气体传感器在环境空气质量监测、有毒有害气体检测以及某些疾病初步诊断等方面具有良好的应用价值与潜力。综述了近些年针对提升金属氧化物半导体气体传感器性能的改性研究进展,从对本体材料掺杂、修饰以及复合等多方面探讨改性措施对金属氧化物半导体气体传感器性能的改善提升作用,并展望了金属氧化物半导体气体传感器未来的发展方向。 展开更多
关键词 金属氧化物半导体 气体传感器 掺杂 修饰 复合 性能提升
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金属氧化物半导体基三乙胺传感器研究进展 被引量:3
10
作者 张静宜 孟哈日巴拉 张战营 《无机盐工业》 CAS CSCD 北大核心 2021年第12期67-73,99,共8页
三乙胺是一种应用广泛但对人体有毒副作用的挥发性有机物,需要长期有效的监测,开发一种性能稳定、安全可靠的三乙胺气敏传感器,实现对环境中三乙胺气体浓度实时检测,对于三乙胺的安全储存、运输和使用等环节是至关重要的。金属氧化物半... 三乙胺是一种应用广泛但对人体有毒副作用的挥发性有机物,需要长期有效的监测,开发一种性能稳定、安全可靠的三乙胺气敏传感器,实现对环境中三乙胺气体浓度实时检测,对于三乙胺的安全储存、运输和使用等环节是至关重要的。金属氧化物半导体基气敏传感器具有制备简单、价格低廉、响应值高等优点,在三乙胺气体的检测中具有不可替代的作用。重点介绍了基于金属氧化物半导体的三乙胺传感器最新研究进展。综述了近年来包括掺杂、异质结、有机金属骨架和氧化还原石墨烯在内的关于金属氧化物半导体基三乙胺气敏材料的制备和性能等方面的研究成果。论述了金属氧化物半导体基复合材料对三乙胺气敏性能的机理。展望了金属氧化物基三乙胺气敏材料的未来研究方向。 展开更多
关键词 金属氧化物半导体 三乙胺 纳米材料 气体传感器
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掺杂金属氧化物半导体气敏传感器性能的研究进展 被引量:7
11
作者 曹冠龙 李铁 +4 位作者 潘国峰 杨学莉 王如 崔军蕊 回广泽 《光电技术应用》 2020年第6期15-22,27,共9页
金属氧化物半导体气敏传感器因其灵敏度高、制造成本低、测量方式简单易行等特点受到了广泛关注,在有毒有害气体实时监测方面极具应用潜力。在制备过程中,掺杂作为常用的改性工艺之一,得到了国内外学者的广泛关注。文中将从掺杂的角度... 金属氧化物半导体气敏传感器因其灵敏度高、制造成本低、测量方式简单易行等特点受到了广泛关注,在有毒有害气体实时监测方面极具应用潜力。在制备过程中,掺杂作为常用的改性工艺之一,得到了国内外学者的广泛关注。文中将从掺杂的角度综述制备金属氧化物半导体气敏传感器的研究进展,其中包括一元纯金属氧化物、纯金属掺杂、稀土元素掺杂、复合金属氧化物、金属氧化物掺杂等。并对现阶段存在的问题及发展趋势进行了概述。 展开更多
关键词 金属氧化物 半导体 掺杂 气敏传感器 灵敏度
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互补金属氧化物半导体图像传感器
12
作者 权五凤 《传感器世界》 2004年第2期53-53,共1页
关键词 CMOS 图像传感器 互补金属氧化物半导体 光电二极管
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高分辨紫外电子轰击互补金属氧化物半导体器件的实验研究 被引量:17
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作者 刘虎林 王兴 +10 位作者 田进寿 赛小锋 韦永林 温文龙 王俊锋 徐向晏 王超 卢裕 何凯 陈萍 辛丽伟 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2018年第1期152-157,共6页
基于真空紫外光电阴极和背照式互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器研制了紫外光响应的电子轰击CMOS(EBCMOS)器件,实现了EBCMOS器件在40 mlx光照度环境下的高分辨探测,电子图像灰度随电子能量的变化呈现出极好的线性关系.对器件成像... 基于真空紫外光电阴极和背照式互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器研制了紫外光响应的电子轰击CMOS(EBCMOS)器件,实现了EBCMOS器件在40 mlx光照度环境下的高分辨探测,电子图像灰度随电子能量的变化呈现出极好的线性关系.对器件成像分辨率测试的结果表明,在电场强度为5000 V/mm时,器件的空间分辨率可以达到25 lp/mm,与国际相关报道水平相当.研制的EBCMOS器件可直接在紫外弱光探测领域应用,如天文观察、高能物理、遥感测绘等,同时也可为下一步研制可见光和近红外敏感的EBCMOS器件提供参考. 展开更多
关键词 互补金属氧化物半导体 电子轰击增益 微光成像 紫外探测
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介孔金属氧化物半导体NO_(x)气体传感器研究进展 被引量:4
14
作者 郭元元 蒋楚宁 郑晓虹 《功能材料与器件学报》 CAS 2023年第3期141-153,共13页
由氮氧化物引起的环境污染一直是一个非常严峻的问题,我们需要利用气体传感器对氮氧化物进行检测以便预防和解决污染问题。金属氧化物半导体式气体传感器受到科研学者的广泛关注。大量实验数据表明,制备具有介孔结构的半导体材料,将会... 由氮氧化物引起的环境污染一直是一个非常严峻的问题,我们需要利用气体传感器对氮氧化物进行检测以便预防和解决污染问题。金属氧化物半导体式气体传感器受到科研学者的广泛关注。大量实验数据表明,制备具有介孔结构的半导体材料,将会提升传感器在工作温度、气体检测限、稳定性和选择性等方面的性能。本文将从响应机理、性能参数和影响因素方面对金属氧化物半导体式气体传感器进行简要介绍并具体综述了具有介孔结构的钨基、锌基和锡基NO_(x)气体传感器的研究现状。 展开更多
关键词 金属氧化物半导体 气体传感器 氧化物 介孔结构 气敏性能
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基于金属氧化物半导体的瓦斯气体传感器研究现状及进展 被引量:2
15
作者 陈享享 刘天豪 +5 位作者 欧阳云飞 黄世毅 张朝阳 罗盛葳 陈润萱 林修合 《金属矿山》 CAS 北大核心 2023年第11期34-44,共11页
瓦斯是我国煤矿以及相关金属矿山安全事故发生的主要诱因。甲烷是瓦斯的主要成分,利用高性能气体传感器对甲烷进行及时的监测预警,可有效保障矿山井下作业的安全。金属氧化物半导体型传感器相比电化学式、气相色谱式、接触燃烧式、光学... 瓦斯是我国煤矿以及相关金属矿山安全事故发生的主要诱因。甲烷是瓦斯的主要成分,利用高性能气体传感器对甲烷进行及时的监测预警,可有效保障矿山井下作业的安全。金属氧化物半导体型传感器相比电化学式、气相色谱式、接触燃烧式、光学式等气体传感器,具有成本低、体积小、稳定性好和响应快等优点,因此应用前景广泛。介绍了几种常见的金属氧化物半导体甲烷气敏材料,分析其用于甲烷气体传感的基本原理和优势,总结得出提升金属氧化物半导体材料气敏性能的3个主要方向为形貌调控、贵金属掺杂和构建异质结。目前需要进一步围绕表面电阻控制、化学敏化和电子敏化等3种气敏提升机制进行优化制备。总体而言,金属氧化物半导体气敏材料的研究为开发高性能瓦斯传感器奠定了基础,并将有助于矿山的安全和可持续生产。 展开更多
关键词 甲烷检测 金属氧化物半导体 气体传感器 气敏材料 煤矿安全
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金属氧化物半导体气体传感器应用现状和发展情况 被引量:7
16
作者 陈祥铭 杨贵钦 +1 位作者 赵海茹 涂晔 《玉溪师范学院学报》 2020年第6期57-64,共8页
金属氧化物气体传感器在社会经济发展中具有不可代替的重要作用,是各国研究者重点关注对象之一.目前,对金属氧化物气敏性能改善的研究主要集中在化学组分优化和微观结构优化设计两个方向,并制备出了具有各种微观结构形貌的气敏性能良好... 金属氧化物气体传感器在社会经济发展中具有不可代替的重要作用,是各国研究者重点关注对象之一.目前,对金属氧化物气敏性能改善的研究主要集中在化学组分优化和微观结构优化设计两个方向,并制备出了具有各种微观结构形貌的气敏性能良好的新型金属氧化物基半导体材料.但能在低温、常温工作的高性能金属氧化物气敏材料仍不能满足应用需求,这给科研工作者们带来极大的挑战和机遇. 展开更多
关键词 金属氧化物半导体 气体传感器 传感器 性能研究
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基于互补金属氧化物半导体的高精度地沟油检测计 被引量:1
17
作者 杨洁 黄海深 李阳军 《食品与机械》 CSCD 北大核心 2016年第9期44-48,153,共6页
利用地沟油与正常食用油的导电率不同导致单位体积电阻不同,提出一种基于互补金属氧化物半导体工艺(Complementary Metal Oxide Semiconductor,CMOS)的线性检测模块。由于使用直接选择与短接到地的方法实现电阻串分压,使得分压线性度更... 利用地沟油与正常食用油的导电率不同导致单位体积电阻不同,提出一种基于互补金属氧化物半导体工艺(Complementary Metal Oxide Semiconductor,CMOS)的线性检测模块。由于使用直接选择与短接到地的方法实现电阻串分压,使得分压线性度更高。在脉冲计数的作用下,电阻分压通过与参考电压相比较可以得到不同的高电平数,不仅可以区分地沟油与正常食用油,还可以得出正常油掺入地沟油的质量分数。在检测计核心电路设计方面,由于采用CMOS工艺设计,所以可以实现低面积和低功耗的检测。 展开更多
关键词 地沟油 互补金属氧化物半导体 电导率 电阻分压
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金属氧化物半导体传感器用于甲醛现场快速检测的研究进展 被引量:5
18
作者 马祥云 王素华 《山东化工》 CAS 2022年第18期70-73,共4页
随着社会经济的不断发展和人们生活水平的提高,对室内居住环境的要求也越来越高,但是室内多种装修不可避免地导致甲醛等挥发性有机物污染,严重影响人们的健康,因此对甲醛气体的现场检测具有重要的意义。在多种检测方法中,基于金属氧化物... 随着社会经济的不断发展和人们生活水平的提高,对室内居住环境的要求也越来越高,但是室内多种装修不可避免地导致甲醛等挥发性有机物污染,严重影响人们的健康,因此对甲醛气体的现场检测具有重要的意义。在多种检测方法中,基于金属氧化物(MOS)气体传感器具有及时、快速、灵敏等特点,已成为气体污染物检测与防治领域的重要手段。综述了基于不同MOS的纳米结构用于甲醛检测的研究进展,总结了SnO_(2)、In_(2)O_(3)、ZnO、CuO及三元MOS纳米结构对甲醛检测的现状,并展望了MOS基甲醛传感器未来的发展方向。 展开更多
关键词 金属氧化物半导体(MOS) 甲醛 气体传感器 环境监测
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金属氧化物半导体气敏传感器的温度补偿技术(英文) 被引量:2
19
作者 何永勃 张文杰 董玉珊 《机床与液压》 北大核心 2018年第6期43-46,共4页
为了解决金属氧化物半导体气敏传感器易受外界环境温度影响而产生输出漂移的问题,提出了一种基于温度负反馈的补偿方法。通过构造适当的热敏电阻,设计了可调式开关稳压电路,为传感器提供加热电压,保证敏感材料较稳定的工作条件。通过TGS... 为了解决金属氧化物半导体气敏传感器易受外界环境温度影响而产生输出漂移的问题,提出了一种基于温度负反馈的补偿方法。通过构造适当的热敏电阻,设计了可调式开关稳压电路,为传感器提供加热电压,保证敏感材料较稳定的工作条件。通过TGS2610气敏传感器的对比实验,探测误差可由原来的-40%,+70%降低到±10。 展开更多
关键词 气敏传感器 金属氧化物半导体 温度负反馈 温度补偿 热敏电阻 可调开关稳压电路
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太赫兹互补金属氧化物半导体场效应管探测器理论模型中扩散效应研究
20
作者 张镜水 孔令琴 +4 位作者 董立泉 刘明 左剑 张存林 赵跃进 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2017年第12期259-265,共7页
针对基于经典动力学理论传统模型中忽略扩散效应的问题,通过对基于玻尔兹曼理论的场效应管传输线模型的理论分析,建立了包含扩散效应的太赫兹互补金属氧化物半导体(CMOS)场效应管探测器理论模型,研究扩散效应对场效应管电导及响应度的影... 针对基于经典动力学理论传统模型中忽略扩散效应的问题,通过对基于玻尔兹曼理论的场效应管传输线模型的理论分析,建立了包含扩散效应的太赫兹互补金属氧化物半导体(CMOS)场效应管探测器理论模型,研究扩散效应对场效应管电导及响应度的影响.同时,将此模型与忽略了扩散效应的传统模型进行了对比仿真模拟,给出了两种模型下的电流响应度随温度及频率变化的差别.依据仿真结果,并结合3σ原则明确了场效应管传输线模型中扩散部分省略的依据和条件.研究结果表明:扩散部分引起的响应度差异大小主要由场效应管的工作温度及工作频率决定.其中工作频率起主要作用,温度变化对差异大小影响较为微弱;而对于工作频率而言,当场效应管工作频率小于1 THz时,模型中的扩散部分可以忽略不计;而当工作频率大于1 THz时,扩散部分不可省略,此时场效应管模型需同时包含漂移、散射及扩散三个物理过程.本文的研究结果为太赫兹CMOS场效应管理论模型的精确建立及模拟提供了理论支持. 展开更多
关键词 互补金属氧化物半导体场效应管探测器 太赫兹 模型模拟 玻尔兹曼理论
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