图形化氧化铟锡膜臭氧传感器取得新突破
中国科学院合肥物质科学研究院联合科研团队，利用常规氧化铟锡玻璃作为基材，结合飞秒激光刻蚀与等离子体刻蚀技术，成功开发出一种基于图形化氧化铟锡膜的微型臭氧传感器。该传感器通过创新的自加热结构设计与等离子体表面改性工艺，实现了对环境浓度级别的臭氧（ppb级别）进行高效、稳定与精确的检测。
近年来，近地面臭氧污染问题日益突出，成为大气污染监测的关键对象之一。开发适用于微型环境臭氧的传感设备成为研究热点。传统金属氧化物半导体臭氧传感器在实际应用中常面临加热装置易分解臭氧分子、环境湿度影响显著，以及晶圆级生产中性能一致性差等局限。为解决这些问题，研究团队提出了一种自上而下的自加热型氧化铟锡传感器制造方法。
该方案以商用氧化铟锡玻璃为基材，借助飞秒激光刻蚀技术构建出蛇形电极结构，并通过氩氢混合等离子体处理对薄膜表面进行粗化处理，从而增强臭氧分子在传感器表面的吸附与电荷交换效率。最终通过激光切割工艺，制成了尺寸为1.4×2.1×0.3 mm³的微型传感器。由于具备自加热功能，该传感器无需外部热源，即可将敏感区域温度提升至180 ℃，有效防止臭氧分子在传感器周围被分解。
实验数据显示，该氧化铟锡传感器在臭氧检测方面表现出高选择性与低湿度干扰特性，可稳定监测20–1000 ppb浓度范围的臭氧。其检测结果与国际通用的紫外吸收法分析仪具有93.6%的相关性，验证了其高度的准确性。同时，该传感器制备流程简洁，有利于实现晶圆级别的批量生产，性能一致性良好，适用于城市大气臭氧污染网格化监测系统。
研究成果发表于国际权威期刊《Nano Letters》（《纳米快报》），研究工作获得了国家自然科学基金等科研项目的资助。