在一块一元硬币大小的玻璃片上，制备了218个传感器，每一个都可以精准地检测臭氧。近日，中国科学院合肥物质院安光所孟钢研究员团队与山西大学卢华东教授、安徽大学郭庆川教授团队开展合作，研制出一款臭氧监测微型传感器。
汽车尾气、火电、工业锅炉、高温燃烧等活动都易产生臭氧，近地面臭氧污染是当前大气监测的重点。臭氧的浓度极低，约为十亿分之一，检测困难。传统金属氧化物半导体臭氧传感器使用外部加热的方法，存在易分解臭氧、湿度干扰大、晶圆级量产一致性差等问题。团队提出了全新的自上而下的自加热ITO传感器制造策略。该工艺以商用氧化铟锡玻璃为基底，通过飞秒激光刻蚀形成蛇形电极结构；采用氩氢等离子体刻蚀将平滑的氧化铟锡膜粗糙化，以提升臭氧的吸附及电荷交换；激光切片后最终制成尺寸仅为1.4×2.1×0.3立方毫米的微型臭氧传感器。该传感器凭借独特的自加热设计和等离子体表面改性技术，实现了对臭氧的精准、快速、稳定监测，与国际“金标准”紫外吸收法分析仪相关性达93.6%。相关成果发表在国际著名学术期刊《纳米快报》上。
这款传感器制备工艺简单、易实现晶圆级批量制备，传感器性能一致性高，具备批量生产潜力，可用于臭氧日常测量和监控等领域。（记者 徐旻昊）
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