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又在微电子领域取得了重要进展,研究成果“Low Concentration CO Gas Sensor Basedon Pulsed-Heating and Wafer-Level Fabricated MEMS Hotplate [1]” 发表在电子器件领域顶级期刊IEEE Electron Device Letters上。李明杰特聘副教授为该论文的第一作者。
金属氧化物半导体(MOS)传感器的电响应源于环境氧气和分析物气体在MOS表面上的物理吸附,随后是氧气的离子吸附以及涉及电荷交换的还原反应。这些过程导致了传感通道电导率的变化。然而,大多数研究集中于如何优化气体与MOS界面的相互作用,忽视了多种微传感过程的复杂性。
李明杰博士的研究通过脉冲加热调制(PHM),基于SnO2纳米片的MEMS传感器,解耦了多个具有不同温度依赖性的微传感过程。通过优化PHM参数,该研究在CO气体低浓度下实现了优异的电响应。除此之外,该研究还降低了器件功耗,并为实现超灵敏、低浓度的CO传感器用于新兴的健康监测和空气质量评估提供了新途径。

图1 气体传感器在DC和PHM模式下的不同响应情况

图2 气体传感器的可重复性、选择性、检测下限等性能
[1] M. Li, W. Luo, W. Yan, “Low Concentration CO Gas Sensor Basedon Pulsed-Heating and Wafer-Level Fabricated MEMS Hotplate,” IEEE Electron Device Lett. 45(4) 689-692 (2024). DOI: 10.1109/LED.2024.3359637.