第1章 纳米薄膜气敏技术发展与展望 1
1.1 纳米薄膜气敏技术发展与展望 1
1.1.1国外气敏技术发展现状和前景 1
1.1.2国内气敏技术研究现状与差距 2
1.1.3国内市场需求与展望 2
1.2按材料分类的纳米薄膜气敏传感器 3
1.2.1 SnO2纳米薄膜气敏特性及其研究进展 3
1.2.2 ZnO薄膜气敏特性及其研究进展 5
1.2.3 TiO2薄膜气敏特性及其研究进展 6
1.3气敏传感器中的非线性信号处理 7
第2章 薄膜制备技术 8
2.1溶胶-凝胶（sol-gel）法 9
2.1.1制备基本原理和过程 10
2.1.2溶胶-凝胶制备纳米晶TiO2薄膜实验 11
2.2气敏传感纳米薄膜制备溅射技术 13
2.2.1溅射过程介绍 13
2.2.2磁控溅射设备及制备气敏薄膜实验过程 17
2.2.3溅射法制备薄膜的实际应用 17
2.3溅射过程中薄膜的形成及其气敏机理 18
2.3.1溅射过程中薄膜的形成 19
2.3.2溅射膜的气敏机理 21
2.4太阳能电池的ZnO透明导电膜陷光电极的制备 27
2.4.1陷光电极的要求 28
2.4.2陷光电极的制备方法 30
2.4.3 MOCVD-ZnO薄膜生长机理 31
2.4.4 MOCVD-ZnO薄膜生长影响因素 32
第3章 检测技术 34
3.1 气敏特性测试 34
3.2 X射线技术在传感器纳米薄膜晶体结构及晶粒尺寸分析中的应用 38
3.3扫描电子显微镜分析 45
3.3.1样品表面上产生的效应 45
3.3.2探测器 46
3.3.3操作模式 48
3.3.4成像衬度机制 48
3.3.5实际应用 49
3.4利用原子力显微镜观测薄膜的平整度 49
3.4.1原子力显微镜的功能和特点 50
3.4.2工作原理和系统组成 50
3.4.3主要工作模式 51
3.4.4典型产品 52
3.4.5测试实例 52
3.5利用椭圆偏振光测定介电薄膜的厚度 54
第4章 掺杂理论与元件的功率计算 59
4.1金属氧化物掺杂对TiO2气敏特性的影响 59
4.1.1掺杂金属氧化物作用机理 59
4.1.2对TiO2的不同掺杂 59
4.1.3其他掺杂 61
4.2氧化物导电薄膜的最佳掺杂含量理论计算 62
4.2.1模型 62
4.2.2理论 63
4.3二氧化锡薄膜的最佳掺杂含量理论表达式 65
4.3.1模型 66
4.3.2理论 66
4.3.3结果讨论 67
4.4气敏传感器元件的功率计算 68
第5章 气敏传感器信号的处理与融合 70
5.1气敏传感器中的非线性信号及其反演 70
5.1.1气敏传感器的灵敏度非线性信号 70
5.1.2非线性信号的反演 71
5.2经典非线性信号（函数）拟合法 72
5.2.最小二乘法 72
5.2.2牛顿插值法 76
5.3近代非线性信号（函数）拟合法 80
5.3.1MATLAB算法 80
5.3.2模拟退火算法 83
5.3.3遗传算法 84
5.3.4非线性函数规范化多项式拟合法 86
5.3.5非线性函数反演“归十”拟合法 91
5.3.6神经网络拟合法 97
5.3.7无学习率权值调整神经计算法拟合范德堡函数多项式 100
5.3.8样本数大于权值数时误差迭代下降的神经网络拟合算法 105
5.3.9模糊拟合算法 111
5.3.10蚁群优化算法 116
5.4传感器非线性信号的补偿与融合 120
5.4.1非线性信号补偿 120
5.4.2非线性信号信息融合 121
5.4.3非线性信号补偿应用 126
5.4.4非线性反函数补偿方法 129
第6章 实际应用 131
6.1矿井瓦斯检测 131
6.1.1气敏组件的制作 131
6.1.2传感器电路部分设计 132
6.2一种智能气敏传感器及其无线数据传输系统 135
6.2.1系统总体设计方案 135
6.2.2测量系统原理与组成 135
6.2.3无线数据收发模块的实现 137
6.3油库漏气的检测 138
6.3.1气敏元件的制作 139
6.3.2传感器电路部分设计 141
6.4基于无线传输的多探头湿度控制仪 144
6.4.1系统设计方案 144
6.4.2发射电路 145
6.4.3接收电路 145
6.5车辆驾驶人员呼气酒精含量检测 148
6.5.1酒后驾驶检测的现状 148
6.5.2呼气酒精检测的技术 149
6.5.3酒精气敏传感器与气敏特性测试 149
6.5.4乙醇气敏薄膜气敏机理研究 154
参考文献 157