科學(xué)安徽光機所孟鋼研究員團隊同山西大學(xué)盧華東教授、安徽大學(xué)郭慶川教授團隊開展合作，以常規(guī)氧化銦錫(ITO)玻璃為基體，采用飛秒激光刻蝕與等離子體刻蝕工藝，設(shè)計了基于圖形化ITO膜的臭氧(O3)傳感器。該傳感器憑借的自加熱設(shè)計和等離子體表面改性技術(shù)，實現(xiàn)了對ppb級(十億分)O3的*、快速、穩(wěn)定監(jiān)測。相關(guān)成果以《自上而下工藝構(gòu)筑的氧化銦錫傳感器及環(huán)境痕量臭氧*檢測》“Self-Heating/WWW.shhzY3.cn. of Top-Down Manufactured ITO Sensors for Accurately Monitoring ppb-Level O3”為題，發(fā)表在《納米快報》Nano Letters上。

  近地面臭氧污染仍是當(dāng)前大氣監(jiān)測的重點，開發(fā)微型環(huán)境級(ppb)O3傳感器備受關(guān)注。針對傳統(tǒng)金屬氧化物半導(dǎo)體(MOS)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(chǎn)一致性差等問題，團隊提出了全新的自上而下的自加熱ITO傳感器制造策略。該工藝以商用ITO玻璃為基底。上海儀表四廠通過飛秒激光刻蝕形成蛇形電極結(jié)構(gòu)；采用氬氫(Ar/H2/WWW.SHZY4.COM/)等離子體刻蝕將平滑的ITO膜粗糙化，以提升O3的吸附及電荷交換；激光切片后*終制成尺寸僅為1.4×2.1×0.3mm3的微型臭氧傳感器。該傳感器無需外加熱，通過自加熱的方式將敏感區(qū)局域溫度升至180℃，有效避免了傳感器周邊O3分子的分解消耗。/WWW.shyb9.com/ITO傳感器對O3選擇性高、受環(huán)境濕度干擾弱，可準(zhǔn)確監(jiān)測20–1000ppb?O3，與國際“金標(biāo)準(zhǔn)”紫外吸收法分析儀相關(guān)性達93.6%。

  新躍儀表該傳感器制備工藝簡單、易實現(xiàn)晶圓級批量制備，傳感器性能一致性高(圖2)，滿足室內(nèi)外O3大氣污染網(wǎng)格化精細監(jiān)測需求。
  博士生冀小華為論文*作者，孟鋼研究員為通訊作者。本研究獲得了*自然科學(xué)基金、安徽省科技攻堅計劃、皖江新興產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展中心、光量子技術(shù)與器件重點實驗室的資助。