【外延论文】射频磁控溅射共沉积 TiN-Ga₂O₃ 薄膜在 EGFET pH 传感器中的应用

        由印度Usha Rama工程与技术学院的研究团队在学术期刊 IEEE Sensors Journal 发布了一篇名为 RF Magnetron Co-Sputtered TiN-Ga₂O₃ Thin Films for EGFET pH Sensor Applications（射频磁控溅射共沉积 TiN-Ga₂O₃ 薄膜在 EGFET pH 传感器中的应用）的文章。

摘要

        在这项研究中，采用射频磁控共溅射技术制备了 TiN-Ga₂O₃ 复合薄膜，并对其结构特性和 pH 检测能力进行了研究。该复合材料被集成到扩展栅场效应晶体管（EGFET）pH 传感器中，对其灵敏度、线性度和稳定性进行了评估。所制备的传感器表现出 59.4 mV/pH 的电压灵敏度，接近理论上的能斯特极限，表明其具有高 pH 灵敏度和电化学稳定性。该装置表现出极高的线性度（R² 为 0.997），证实其在 2 至 10 的宽 pH 范围内 pH 检测的准确性。记录到的滞后现象极小，仅为 3.2 mV，表明其在不同测量条件下具有高重复性和稳定性。对 TiN-Ga₂O₃ 薄膜的结构分析显示其表面形貌均匀，有助于提高传感性能。Ga₂O₃ 的存在提高了薄膜的化学稳定性和表面反应性，而 TiN 则提供了高导电性和耐久性。这两种材料之间的协同作用提高了电荷转移效率，这对于可靠的 pH 值检测至关重要。其宽广的 pH 值检测范围使该传感器适用于生物医学诊断、环境监测和工业过程控制等多个领域。

原文链接：

https://doi.org/10.1109/JSEN.2025.3573804