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近日，中國科學院合肥物質科學研究院等，以常規氧化銦錫玻璃為基體，采用飛秒激光刻蝕與等離子體刻蝕工藝，設計了基于圖形化氧化銦錫膜的臭氧傳感器。該傳感器憑借獨特的自加熱設計和等離子體表面改性技術，實現了對微型環境級（ppb）臭氧的精準、快速、穩定監測。近地面臭氧污染是大氣監測的重點，開發微型環境級臭氧傳感器備受關注。針對傳統金屬氧化物半導體臭氧傳感器面臨的外部加熱易分解臭氧、濕度干擾大、晶圓級量產一致性差等問題，團隊提出了全新的自上而下的自加熱氧化銦錫傳感器制造策略。該策略以商用氧化銦錫玻璃為基底，通過飛秒激光刻蝕形成蛇形電極結構；采用氬氫等離子體刻蝕，對平滑的氧化銦錫膜粗糙化，提升了臭氧的吸附及電荷交換。在激光切片后，最終制成尺寸僅為1.4×2.1×0.3 mm3的微型臭氧傳感器。這一傳感器通過自加熱的方式，無需外加熱，將敏感區局域溫度升至180 ℃，避免了傳感器周邊臭氧分子的分解消耗。氧化銦錫傳感器對臭氧選擇性高、受環境濕度干擾弱，可準確監測20–1000 ppb臭氧，與國際“金標準”紫外吸收法分析儀相關性達93.6%。該傳感器制備工藝簡單、易實現晶圓級批量制備，性能一致性高，能夠滿足室內外臭氧大氣污染網格化精細監測需求。相關研究成果發表在《納米快報》（Nano Letters）上。研究工作得到國家自然科學基金等的支持。論文鏈接