固態微型化WO/sub 3/薄膜CO/sub 2/感測元件

Abstract

一種用WO/sub 3/粒子介於相近之微電極間、 固態、微型化,並能在常溫、常壓下工作的CO /sub 2/氣體感測器已於目前初步完成.該元件原 理基於CO/sub 2/在介質中之Equilibration釋出H/sup +/ 供WO/sub 3/粒子Intercalation,使其轉變為導電態的H /subx/WO/sub 3/.該元件對應CO/sub 2/濃度不但全然 可逆,並在0□%間呈線性電阻降(梯度□0k.OMEGA./1 %CO/sub 2/,每對應CO/sub 2/開、閉路須時約80秒).由 於粒子間存在高串連電阻,元件之總電阻變化 只限於15倍,尚未及WO/sub 3/材料10/sup 4/倍之理論 上限.而且,由於粒子/微電極間接觸不好和粒子 本身光學品質不理想,阻礙了進一步WO/sub 3/在CO /sub 2/下之電化學、光學研究.本計畫擬用WO/sub 3/薄膜替換原來的粒子,以大幅提昇元件之CO /sub2/感測性能.將採濺鍍法沈積高品質WO/sub 3/ 薄膜於微電極上,連接微電極,以改進元件電性( 對應CO/sub 2/之總電阻降、開、閉路時間).也將 從事WO/sub 3/薄膜在CO/sub 2/下之電化學測量,包 括H/sup +/Intercalation和Electrochromism,以解讀元件 之CO/sub 2/感測機制和了解WO/sub 3/薄膜的品質. 此外,亦將以微電極表面當作鏡子,透過WO/sub 3/ 薄膜之上色/消色Electrochromism,並在植入光纖之 後,試驗一種固態的CO/sub 2/Optrode.這種感測元件 在電性和光學性上的優缺點互補作用將深入探 討.本計畫另擬採濺鍍法沈積IrO/sub 2/、Ni(OH) /sub 2/、RuO/sub 2/和MoO/sub 3/等氧化金屬,以研製 其他氣體(SO/sub 2/、NO/sub x/和NH/sub 3/)之固態,微型化感測元件.