氧化锌气敏传感器实验研究

籍远明　徐兴浩

【摘 要】本文利用YJ-SQ-I气敏传感器，选择乙醇气体为研究对象，进行了氧化锌传感器气敏性能测试实验，研究结果表明：随着乙醇气体浓度的增加，元件电压也随之增大，气体浓度减少，元件电压数值也随之变小，在一定范围内，乙醇气体浓度与电压之间存在线性关系，并给出拟合函数关系式，相同的乙醇气体浓度氛围下，溶液的体积变化对元件电压影响微乎其微。

【关键词】氧化锌 乙醇 气敏传感器

1 引言

氧化锌是具有六方纤锌矿结构的宽禁带半导体金属氧化物，也是最早被研究的气敏材料之一。氧化锌气敏传感器的工作原理是利用半导体气敏元件与气体接触，引起半导体材料的电导率等物理性质发生变化，来检测待测气体的成分和浓度。本文利用YJ-SQ-I气敏传感器实验仪，选择乙醇气体为研究对象，通过其对乙醇气敏性测试结果进行分析，探讨其气敏机理。

2 实验过程与分析

（1）先将烧杯、量筒等玻璃仪器用自来水清洗几次，倒出水后，内壁不挂水珠，再用蒸馏水荡洗3次后，放置一段时间晾干。用量筒量取得不同体积的无水乙醇，把配置完成的溶液倒入集气瓶，放在铁架上并附上不同浓度溶液标签。

（2）将YJ-SQ-I气敏传感器实验仪的三个电源输出插孔和气敏传感器应用模板电源输入插孔对应连接，选取需要测试的不同浓度的酒精溶液放在铁架上，用YJ-SQ-I气敏传感器实验仪自带导管橡皮塞塞住瓶口，按下开关按钮，用力按压打气囊将酒精蒸汽吹入传感器中，记录实验仪电压表上数值，实验装置如图1所示。

选择体积同为10ml时，测试不同浓度乙醇气体与电压变化数据，如表1所示。

由上述实验数据可以看出，乙醇气体浓度与电压之间关系为，随着气体浓度的增加，元件电压数值也随之增大；气体浓度减少，元件电压数值也随之变小。在一定范围内，二者呈线性关系，根据实验数据拟合函数关系式为：

实验中，我们还进行了浓度均为10%时，选择不同体积乙醇气体与元件电压关系测试，所得实验数据如表2所示。

可以看出，在相同的乙醇气体浓度气氛下，溶液的体积变化对元件电压影响比较小。

3 结语

在室温下，测试ZnO气敏传感器在乙醇气体中的敏感性能，结果表明：乙醇气体浓度与电压之间关系表现为，随着气体浓度的增加，元件电压也随之增大，在一定范围内，呈线性关系，在相同的乙醇气体浓度氛围下，溶液的体积变化对元件电压影响微乎其微。

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