由于灵敏度高、可靠性高以及价格低廉等特点,Mn基过渡金属氧化物负温度系数(NTC)热敏电阻器被广泛应用于工业、医学、军事、汽车、航空和航天等设备中,发挥温度传感与控制作用。随着电子设备微型化、设计集成化以及电子器件轻、薄、多功能化的发展,薄膜NTC热敏电阻器受到越来越多的关注。然而,由于薄膜热敏电阻器的厚度薄(在几纳米至几百纳米之间),室温电阻值和阈值电压较高,一定程度上阻碍了薄膜热敏电阻器的实际应用化进程。
基于这一研究现状,我校电子工程学院何林博士使用金属有机物分解法在Pt/TiO2/Ti/SiO2/Si基底上制备出了三明治结构薄膜热敏电阻器(MCN–MCCN–MCN)。通过调节制备过程中的热处理温度,研究分析了薄膜热敏电阻器在不同热处理温度下表现出的微观结构和电学性能。研究发现,当热处理温度在600-750oC之间时,该三明治结构薄膜热敏电阻器具有较低的室温电阻值、较高的灵敏度以及较好的抗老化性能。
此外,通过对载流子浓度以及介电性能的研究,何林博士初步分析了器件内部的电子输运特性。
本次研究制备出的三明治结构薄膜NTC热敏器件,解决了室温电阻值偏高的问题,能够为热敏材料在微纳集成器件领域的应用提供技术支持。
该研究成果《Annealing temperature-dependent microstructure and electrical properties of Mn-based thin film thermistors with a sandwich structure》发表在《Ceramics International》上。该刊物为中科院JCR数据库中的SCI二区期刊、我校T类三级刊物,影响因子为2.605。