專利名稱：電化學(xué)傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電化學(xué)傳感器。在一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及用于在低氧氣濃度加工環(huán)境例如在半導(dǎo)體加工工業(yè)中使用的那些環(huán)境中檢測(cè)有機(jī)污染物的傳感器。
例如在半導(dǎo)體加工工業(yè)中，控制其中加工晶片的氣氛(加工環(huán)境)是非常重要的。理想地是在受控制的環(huán)境中加工晶片。不希望的有機(jī)污染物或有機(jī)污染物水平的變化可以導(dǎo)致裝置和/或設(shè)備故障。
在萬(wàn)億分之一(parts per trillion，ppt)到十億分之一(parts perbillion，ppb)范圍內(nèi)的污染有機(jī)物質(zhì)水平，其對(duì)應(yīng)于10-9-10-6毫巴的分壓，通常并不會(huì)導(dǎo)致設(shè)備或裝置故障。但是，如果有機(jī)污染物水平變得遠(yuǎn)高于這個(gè)水平，可能就會(huì)導(dǎo)致故障。為了控制加工環(huán)境，就需要監(jiān)控存在的有機(jī)污染物水平。尤其是由于一些加工對(duì)低ppb范圍的污染物物質(zhì)敏感，所以對(duì)于這些加工希望在ppt范圍監(jiān)控污染物物質(zhì)的水平。然而，這些監(jiān)控過(guò)程非常昂貴，并且難于確定在如此低的污染物水平存在的總有機(jī)化合物(TOC)的準(zhǔn)確值。此外，很多制造過(guò)程能耐受輕質(zhì)飽和烴例如甲烷(CH4)和乙烷(C2H6)，這些輕質(zhì)烴與大多數(shù)表面具有特別低的反應(yīng)可能性，因此并不參予各種引發(fā)污染的反應(yīng)。
在基于真空的加工環(huán)境中，通常使用質(zhì)譜確定TOC水平。質(zhì)譜儀能夠測(cè)量以ppt水平存在的污染物。但是，這些測(cè)量的判讀通常受到例如質(zhì)譜疊加、分子碎裂和背景效果的影響而變復(fù)雜。
雖然質(zhì)譜儀可以用于操作于環(huán)境壓力或更大壓力的加工環(huán)境，但是卻需要額外的真空和樣品處理系統(tǒng)，這使得這些儀器非常昂貴。在這樣的條件下，優(yōu)選使用氣相色譜(GC)技術(shù)來(lái)監(jiān)測(cè)存在于加工環(huán)境中的TOC水平。但是，為了監(jiān)測(cè)ppt范圍的污染物，氣相色譜需要安裝有氣體濃縮器。從而氣相色譜技術(shù)可以用于在半導(dǎo)體制造工廠的超高純度(UHP)氣體裝置中監(jiān)測(cè)ppt范圍的TOC水平。
應(yīng)該指出，雖然質(zhì)譜法和氣相色譜法能夠檢測(cè)TOC的ppt水平，但是它們從更加有害的有機(jī)化合物區(qū)分上述提及的加工耐受輕質(zhì)烴的存在的能力是有限的，這使得其難于確定在加工環(huán)境中破壞性烴的總水平。
此外，由于使用質(zhì)譜技術(shù)或氣相色譜技術(shù)來(lái)確定存在于加工環(huán)境中的TOC水平需要專用設(shè)備，所以它們是相當(dāng)昂貴的，并且通常只用作用于整個(gè)設(shè)施的進(jìn)入點(diǎn)(POE)監(jiān)測(cè)器而不是用作更加有用的使用點(diǎn)(POU)監(jiān)測(cè)器。
因此就需要一種簡(jiǎn)單、便宜、半定量的傳感器，其對(duì)于非反應(yīng)性的有機(jī)化合物具有低靈敏度，但是可以在使用點(diǎn)使用以監(jiān)控加工環(huán)境。
在第一方面，本發(fā)明提供包括電化學(xué)電池和用于監(jiān)測(cè)下述電極之間電勢(shì)差的裝置的有機(jī)污染物分子傳感器，該電化學(xué)電池具有固態(tài)氧陰離子導(dǎo)體、在該導(dǎo)體的第一表面上形成的暴露于被監(jiān)測(cè)環(huán)境的測(cè)量電極和在該導(dǎo)體的第二表面上形成的暴露于參比環(huán)境的參比電極，所述的電極包含用于催化氧氣的離解吸收的材料；從而，在被監(jiān)測(cè)的環(huán)境中在沒(méi)有有機(jī)污染物分子的情況下，電極之間的電勢(shì)差呈現(xiàn)基值Vb，而一旦將有機(jī)污染物分子引入被監(jiān)測(cè)的環(huán)境中，由于在被監(jiān)測(cè)的環(huán)境中有機(jī)污染物分子和氧氣的反應(yīng)，電勢(shì)差呈現(xiàn)測(cè)量值Vm，(Vm-Vb)指示引入到被監(jiān)測(cè)環(huán)境中的有機(jī)污染物分子的數(shù)量。
固態(tài)氧陰離子導(dǎo)體(固態(tài)電極)通常由摻雜的金屬氧化物例如釓摻雜的二氧化鈰或氧化釔穩(wěn)定的氧化鋯(YSZ)形成。在低于每個(gè)電極臨界溫度(Tc)的溫度，電解質(zhì)材料是不導(dǎo)電的。在高于Tc的溫度電解質(zhì)逐漸地變得更加導(dǎo)電。
在任何被監(jiān)測(cè)的環(huán)境中的氧水平通過(guò)在測(cè)量電極和參比電極兩個(gè)電極處的氧氣還原產(chǎn)生的電化學(xué)勢(shì)確定。與在每個(gè)電極處的整個(gè)還原反應(yīng)相關(guān)的步驟在下面給出，在每個(gè)電極的半電池反應(yīng)由下面的反應(yīng)式1和2定義。
式1式2在每個(gè)電極產(chǎn)生的電化學(xué)勢(shì)由Nernst方程決定 式3
其中E是分別在參比電極或測(cè)量電極處的電化學(xué)半電池電勢(shì)；E_是在單位O(吸附)活度時(shí)的電池的標(biāo)準(zhǔn)電化學(xué)半電池電勢(shì)R是氣體常數(shù)T是電池的溫度F是法拉第常數(shù)a(O吸附)和a(O2-)分別是在電極表面被吸附的氧的活度和在固態(tài)離子導(dǎo)體中被還原的氧陰離子的活度。
在電極表面吸附的氧的活度直接和與電極鄰接的環(huán)境中的氧氣分壓成比例，如下面式4所定義 式4由定義，由于a(O2-)是不變的并且在電極表面吸附的氧的活度和與電極表面鄰接的環(huán)境中的氧分壓成比例(式4)，所以半電池電勢(shì)可以分別寫成以鄰接測(cè)量或參比電極的特定環(huán)境中的氧分壓表示的形式 式5根據(jù)式6，整個(gè)電池產(chǎn)生的電勢(shì)差V根據(jù)參比電極和測(cè)量電極之間的半電池電勢(shì)的差來(lái)定義。
式6其中V是整個(gè)電池的電勢(shì)差E(R)和E(M)分別是參比電極和測(cè)量電極的電化學(xué)勢(shì)；R、T和F的定義如上；和PO2(R)和PO2(M)分別是在參比電極和測(cè)量電極的氧分壓。
在加工環(huán)境例如在半導(dǎo)體產(chǎn)品加工中遇到的缺氧環(huán)境中，鄰接測(cè)量電極的氧分壓大大的小于鄰接參比電極的氧分壓。由于每個(gè)電極的電化學(xué)勢(shì)由Nernst方程決定，那么隨著測(cè)量電極的氧分壓下降，測(cè)量電極的電化學(xué)勢(shì)發(fā)生變化，這導(dǎo)致在臨界溫度以上的溫度形成整個(gè)電池的電勢(shì)差。根據(jù)上面的式6，整個(gè)電池的電勢(shì)差由在參比電極和測(cè)量電極的氧分壓比確定。
在沒(méi)有有機(jī)污染物時(shí)，在參比電極和測(cè)量電極的氧分壓是穩(wěn)定的，從而電極之間的電勢(shì)差是恒定的。但是，當(dāng)有機(jī)污染物被引入被監(jiān)測(cè)的環(huán)境中時(shí)，根據(jù)式7，有機(jī)污染物與吸附在測(cè)量電極上的氧反應(yīng)并降低氧的表面濃度 式7這個(gè)反應(yīng)在測(cè)量電極處的平衡氧表面濃度中造成變化，從而在觀察到的電池電壓中造成變化。通過(guò)適當(dāng)校準(zhǔn)，在存在和不存在有機(jī)污染物分子的情況下電勢(shì)差之間的差Vm-Vb，可以用于提供引入被監(jiān)測(cè)環(huán)境中的烴分壓的直接指示。
典型地，大氣空氣被用作參比氣體，典型的電池響應(yīng)示于圖5中。請(qǐng)注意，在10-6毫巴以上的測(cè)量分壓，電池電壓遵從上述式6，但是在低于10-7毫巴的測(cè)量分壓，電池電勢(shì)不再響應(yīng)測(cè)量氧分壓的變化。這種非Nernstian行為部分地是由于電化學(xué)半透性，其中氧陰離子連續(xù)傳輸通過(guò)電池并作為測(cè)量環(huán)境的氧來(lái)源，從而干擾真正氣相氧的作用并導(dǎo)致傳感器變得不具有響應(yīng)性。
從式7可以看出氧的表面濃度影響在反應(yīng)中消耗的烴數(shù)量。從而控制傳感器氧表面濃度可以影響傳感器的檢測(cè)極限。測(cè)量電極氧表面濃度將會(huì)是氧電化學(xué)半透性流和氣相氧分壓效果的總和。從而，在缺氧氣氛中，傳感器優(yōu)選包含用于控制電池氧電化學(xué)半透性的裝置，以便控制傳感器對(duì)有機(jī)污染物分子的引入的靈敏度。
氧電化學(xué)半透性可以通過(guò)例如在參比環(huán)境中提供額外的工作電極和用于控制工作電極和測(cè)量電極之間電流流動(dòng)的裝置來(lái)控制，和/或通過(guò)提供用于控制參比環(huán)境中氧濃度的裝置來(lái)控制。這可以控制在電極之間流動(dòng)的氧陰離子通量速率(rate of flux of oxygen anions)從而使得傳感器可以在低氧氣濃度環(huán)境中測(cè)量低水平有機(jī)污染物。
所述傳感器容易使用，并且可以在使用點(diǎn)使用，而不是在進(jìn)入點(diǎn)使用，從而提供關(guān)于加工環(huán)境的精確信息。所述傳感器使用本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的技術(shù)容易并且便于制造。所述電極可以以油墨或涂料的形式施加到或者使用例如濺射的技術(shù)施加到氧陰離子導(dǎo)體固態(tài)電解質(zhì)管上，所述氧陰離子導(dǎo)體固態(tài)電解質(zhì)例如氧化釔穩(wěn)定的氧化鋯。適當(dāng)?shù)?，傳感器可以提供有加熱器裝置以控制電解質(zhì)的溫度。
參比電極合適地是由能夠催化氧氣的離解的材料例如鉑形成。參比環(huán)境可以衍生自氣態(tài)或固態(tài)氧來(lái)源。典型地，大氣空氣用作氣態(tài)參比氧來(lái)源，雖然也可以使用其它的氣體組合物。固態(tài)氧來(lái)源典型地包括金屬/金屬氧化物對(duì)例如Cu/Cu2O和Pd/PdO或金屬氧化物/金屬氧化物對(duì)例如Cu2O/CuO。所選擇的特定固態(tài)參比材料將取決于傳感器的操作環(huán)境。
包括氧陰離子導(dǎo)體的固態(tài)電解質(zhì)合適地是由在300℃以上的溫度顯示出氧陰離子導(dǎo)電性的材料形成。合適的氧陰離子導(dǎo)體包括釓摻雜的二氧化鈰和氧化釔穩(wěn)定的氧化鋯。用作固態(tài)氧陰離子導(dǎo)體的優(yōu)選材料包括3％和8％摩爾的氧化釔穩(wěn)定的氧化鋯(YSZ)，兩者都是可商購(gòu)的。
優(yōu)選使用輻射加熱器來(lái)控制電池的溫度。優(yōu)選使用熱電偶來(lái)監(jiān)測(cè)電池的溫度。
通過(guò)在提取模式使用傳感器并添加氧氣捕集器，所述傳感器的范圍可以延伸到包括在周圍環(huán)境中含有氧的環(huán)境。
在第二方面，本發(fā)明提供監(jiān)測(cè)引入被監(jiān)測(cè)的環(huán)境中的有機(jī)污染物數(shù)量的方法，該方法包括以下步驟提供電化學(xué)電池，所述電池具有固態(tài)氧陰離子導(dǎo)體、在該導(dǎo)體的第一表面上形成的用于暴露于被監(jiān)測(cè)環(huán)境的測(cè)量電極和在該導(dǎo)體的第二表面上形成的用于暴露于參比環(huán)境的參比電極，所述的電極包含用于催化氧的離解吸收的材料；和監(jiān)測(cè)電極之間的電勢(shì)差，從而，在被監(jiān)測(cè)的環(huán)境中在沒(méi)有有機(jī)污染物分子的情況下，電極之間的電勢(shì)差呈現(xiàn)基值Vb，而一旦將有機(jī)污染物分子引入被監(jiān)測(cè)的環(huán)境中，由于在被監(jiān)測(cè)的環(huán)境中有機(jī)污染物分子和氧的反應(yīng)，電勢(shì)差呈現(xiàn)測(cè)量值Vm，Vm-Vb可以指示引入到被監(jiān)測(cè)環(huán)境中的有機(jī)污染物分子的數(shù)量。
現(xiàn)在本發(fā)明的優(yōu)選特征將通過(guò)參考附圖進(jìn)行描述，只以舉例方式，其中在附圖中

圖1是電化學(xué)傳感器第一實(shí)施方案的示意橫截面圖；圖2是電化學(xué)傳感器第二實(shí)施方案的示意橫截面圖；圖3是電化學(xué)傳感器第三實(shí)施方案的示意橫截面圖；圖4是表示整個(gè)傳感器電極之間的電勢(shì)差隨著加入被監(jiān)測(cè)環(huán)境中的烴的分壓而變化的情況的圖；和圖5是表示在參比環(huán)境中是大氣空氣的情況下，傳感器輸出電壓隨被監(jiān)測(cè)環(huán)境中氧分壓而變化的情況的圖。
圖1的電化學(xué)傳感器10包括8％氧化釔穩(wěn)定的氧化鋯氧陰離子導(dǎo)電管形式的固態(tài)電解質(zhì)12，該導(dǎo)電管在其內(nèi)表面和外表面上涂覆有多孔催化劑膜。所述內(nèi)膜和外膜是電隔離的，從而形成測(cè)量電極14和參比電極16。電極14和16可以由使用例如真空濺射或者例如向表面施加合適的可商購(gòu)的“油墨”的技術(shù)沉積在電極12上的鉑形成。在其中使用油墨在傳感器表面上形成電極的情況下，整個(gè)組裝體必須在由所述油墨的性質(zhì)決定的合適氣氛中進(jìn)行焙燒。
測(cè)量電極14被放置與被監(jiān)測(cè)的環(huán)境18接觸，參比電極16被放置與參比環(huán)境20接觸。參比環(huán)境20可以是恒壓氣態(tài)氧來(lái)源(例如大氣空氣)或固態(tài)氧來(lái)源，通常是金屬/金屬氧化物對(duì)例如Cu/Cu2O和Pd/PdO或金屬氧化物/金屬氧化物對(duì)例如Cu2O/CuO。傳感器使用不銹鋼真空法蘭30通過(guò)陶瓷到金屬的密封件28安裝到待監(jiān)測(cè)的環(huán)境中，其中所述密封件28隔離被監(jiān)測(cè)的環(huán)境和參比環(huán)境。
固態(tài)電解質(zhì)12被加熱器22在內(nèi)部加熱。使用合適的測(cè)量裝置測(cè)量傳感器溫度，例如熱電偶陣列24。傳感器的溫度通過(guò)合適的控制裝置26控制。提供電壓測(cè)量裝置32來(lái)測(cè)量整個(gè)電池的電勢(shì)差。
在使用中，測(cè)量電極暴露于待監(jiān)測(cè)的環(huán)境，例如真空下的腔室，并且使用加熱器22將傳感器加熱到超過(guò)650℃的溫度。在開路條件下在參比環(huán)境和被監(jiān)測(cè)的環(huán)境之間的氧分壓差造成電極14、16之間的電勢(shì)差。在沒(méi)有有機(jī)污染物的情況下，在參比電極和測(cè)量電極的氧分壓是穩(wěn)定的，從而建立并測(cè)量到平衡電池電壓Vb。當(dāng)烴被加入到測(cè)量腔室中時(shí)，根據(jù)式7發(fā)生反應(yīng)，這改變了測(cè)量電極的平衡氧表面濃度。
式7這個(gè)反應(yīng)導(dǎo)致所觀察到的電池電壓Vm的變化。如圖4中所示，電壓偏移(Vm-Vb)是對(duì)加入到測(cè)量腔室中的烴分壓的直接指示。
如從式7可以看出的，氧的表面濃度影響在反應(yīng)中消耗的烴數(shù)量。從而控制傳感器氧表面濃度可以影響傳感器的檢測(cè)極限。
測(cè)量電極氧表面濃度將會(huì)是氧電化學(xué)半透性流和氣相氧分壓效果的總和。氧電化學(xué)半透性可以通過(guò)不同的方式控制1)控制參比環(huán)境中的氧濃度2)使用反向偏流(reverse current bias)被操作以控制氧電化學(xué)半透性的傳感器第二實(shí)施方案示意圖示于圖2中。該示意圖顯示了與圖1類似的傳感器，只是添加了連接到測(cè)量電極14和在參比環(huán)境中的附加工作電極36的控制電流裝置。通過(guò)加入可變的電流水平來(lái)控制氧電化學(xué)半透性，該可變的電流水平用來(lái)優(yōu)化傳感器對(duì)烴加入的靈敏度。因此，對(duì)氧電化學(xué)半透性的控制對(duì)傳感器帶來(lái)改進(jìn)的檢測(cè)下限。
到目前為止上述討論已經(jīng)考慮使用所述傳感器來(lái)監(jiān)測(cè)氧氣衰竭環(huán)境中的烴，例如半導(dǎo)體制造過(guò)程中的真空腔室。通過(guò)在提取模式使用傳感器并添加氧氣捕集器，所述傳感器的使用范圍可以延伸到包括在周圍環(huán)境中含有氧的環(huán)境。這樣的系統(tǒng)的框圖示于圖3中。傳感器10使用合適的密封件42安裝到樣品部件40上。用于監(jiān)測(cè)的氣體樣品通過(guò)取樣泵48被抽取通過(guò)樣品部件40。合適的流動(dòng)控制裝置44限制樣品流動(dòng)并控制樣品部件40中的壓力。通過(guò)合適的氧捕集器46純化器、吸氣器或固態(tài)氧泵從被抽取的樣品除去氧。以這種模式操作傳感器消除了氧氣交叉靈敏度誤差。而且在這種配置下，傳感器10可以用于壓力高達(dá)1個(gè)大氣壓的樣品氣流。
綜上所述，一種有機(jī)污染物分子傳感器，包括電化學(xué)電池，該電化學(xué)電池具有固態(tài)氧陰離子導(dǎo)體、在該導(dǎo)體的第一表面上形成的用于暴露于被監(jiān)測(cè)環(huán)境的測(cè)量電極和在該導(dǎo)體的第二表面上形成的用于暴露于參比環(huán)境的參比電極。所述電極由用于催化氧的離解吸收的材料形成或者涂覆。提供用于監(jiān)測(cè)電極之間電勢(shì)差的裝置，從而，在被監(jiān)測(cè)的環(huán)境中沒(méi)有有機(jī)污染物分子的情況下，電極之間的電勢(shì)差呈現(xiàn)基值Vb，而一旦將有機(jī)污染物分子引入被監(jiān)測(cè)的環(huán)境中，由于在被監(jiān)測(cè)的環(huán)境中有機(jī)污染物分子和氧的反應(yīng)，電勢(shì)差呈現(xiàn)測(cè)量值Vm，Vm-Vb指示引入到被監(jiān)測(cè)環(huán)境中的有機(jī)污染物分子的數(shù)量。
權(quán)利要求
1.包括電化學(xué)電池和用于監(jiān)測(cè)下述電極之間電勢(shì)差的裝置的有機(jī)污染物分子傳感器，其中該電化學(xué)電池具有固態(tài)氧陰離子導(dǎo)體、在該導(dǎo)體的第一表面上形成的用于暴露于被監(jiān)測(cè)環(huán)境的測(cè)量電極和在該導(dǎo)體的第二表面上形成的用于暴露于參比環(huán)境的參比電極，所述的電極包含用于催化氧的離解吸收的材料；從而，在被監(jiān)測(cè)的環(huán)境中沒(méi)有有機(jī)污染物分子的情況下，電極之間的電勢(shì)差呈現(xiàn)基值Vb，而一旦將有機(jī)污染物分子引入被監(jiān)測(cè)的環(huán)境中，由于在被監(jiān)測(cè)的環(huán)境中有機(jī)污染物分子和氧的反應(yīng)，電勢(shì)差呈現(xiàn)測(cè)量值Vm，Vm-Vb指示引入到被監(jiān)測(cè)環(huán)境中的有機(jī)污染物分子的數(shù)量。
2.權(quán)利要求1的傳感器，包括控制電池溫度的裝置。
3.權(quán)利要求2的傳感器，其中所述控制裝置包括加熱器和熱電偶陣列。
4.前述權(quán)利要求任一項(xiàng)的傳感器，其中用于催化氧的離解吸收的材料是鉑。
5.前述權(quán)利要求任一項(xiàng)的傳感器，其中所述固態(tài)氧陰離子導(dǎo)體選自釓摻雜的二氧化鈰和氧化釔穩(wěn)定的氧化鋯。
6.前述權(quán)利要求任一項(xiàng)的傳感器，其中所述參比氧環(huán)境是固態(tài)氧來(lái)源，通常由金屬/金屬氧化物對(duì)例如Cu/Cu2O和Pd/PdO或金屬氧化物/金屬氧化物對(duì)例如Cu2O/CuO形成。
7.前述權(quán)利要求任一項(xiàng)的傳感器，包括控制電池的氧電化學(xué)半透性的裝置，以控制傳感器對(duì)有機(jī)污染物分子引入的靈敏度。
8.權(quán)利要求7的傳感器，其中所述氧電化學(xué)半透性控制裝置包括在參比環(huán)境中的附加電極和用于控制在附加電極和測(cè)量電極之間流動(dòng)的氧陰離子通量速率的裝置。
9.權(quán)利要求8的傳感器，其中所述氧電化學(xué)半透性控制裝置包括用于控制在附加電極和測(cè)量電極之間流動(dòng)的電流的裝置。
10.權(quán)利要求7-9任一項(xiàng)的傳感器，其中所述氧電化學(xué)半透性控制裝置包括用于控制參比環(huán)境內(nèi)氧濃度的裝置。
11.前述權(quán)利要求任一項(xiàng)的傳感器，包括用于控制被監(jiān)測(cè)環(huán)境內(nèi)氧數(shù)量的裝置。
12.權(quán)利要求11的傳感器，包括用于控制被監(jiān)測(cè)環(huán)境內(nèi)壓力的裝置。
13.權(quán)利要求11或12的傳感器，包括用于抽引氣流進(jìn)入被監(jiān)測(cè)的環(huán)境中的裝置和用于從被抽引進(jìn)入被監(jiān)測(cè)環(huán)境中的氣體提取氧的裝置。
14.一種監(jiān)測(cè)被引入被監(jiān)測(cè)環(huán)境中的有機(jī)污染物數(shù)量的方法，所述方法包括以下步驟提供電化學(xué)電池，所述電池具有固態(tài)氧陰離子導(dǎo)體、在該導(dǎo)體的第一表面上形成的用于暴露于被監(jiān)測(cè)環(huán)境的測(cè)量電極和在該導(dǎo)體的第二表面上形成的用于暴露于參比環(huán)境的參比電極，所述的電極包含用于催化氧的離解吸收的材料；和監(jiān)測(cè)電極之間的電勢(shì)差，從而，在被監(jiān)測(cè)的環(huán)境中沒(méi)有有機(jī)污染物分子的情況下，電極之間的電勢(shì)差呈現(xiàn)基值Vb，而一旦將有機(jī)污染物分子引入被監(jiān)測(cè)的環(huán)境中，由于在被監(jiān)測(cè)的環(huán)境中有機(jī)污染物分子和氧氣的反應(yīng)，電勢(shì)差呈現(xiàn)測(cè)量值Vm，Vm-Vb指示引入到被監(jiān)測(cè)環(huán)境中的有機(jī)污染物分子的數(shù)量。
15.權(quán)利要求14的方法，包括控制電池溫度的步驟。
16.權(quán)利要求14或15的方法，包括控制電池的氧電化學(xué)半透性從而控制傳感器對(duì)有機(jī)污染物分子引入的靈敏度的步驟。
17.權(quán)利要求16的方法，其中電池的氧電化學(xué)半透析是通過(guò)控制在測(cè)量電極和參比環(huán)境中的附加電極之間流動(dòng)的氧陰離子通量速率進(jìn)行控制的。
18.權(quán)利要求17的方法，其中在電極之間流動(dòng)的氧陰離子通量速率是通過(guò)控制在測(cè)量電極和附加電極之間流動(dòng)的電流進(jìn)行控制的。
19.權(quán)利要求17的方法，其中在電極之間流動(dòng)的氧陰離子通量速率是通過(guò)控制參比環(huán)境中的氧濃度進(jìn)行控制的。
20.權(quán)利要求14-19任一項(xiàng)的方法，包括控制被監(jiān)測(cè)環(huán)境內(nèi)氧的數(shù)量的步驟。
全文摘要
有機(jī)污染物分子傳感器(10)包括電化學(xué)電池，該電化學(xué)電池具有固態(tài)氧陰離子導(dǎo)體(12)、在該導(dǎo)體的第一表面上形成的用于暴露于被監(jiān)測(cè)環(huán)境(18)的測(cè)量電極(14)和在該導(dǎo)體的第二表面上形成的用于暴露于參比環(huán)境(20)的參比電極16。所述電極由用于催化氧的離解吸收的材料形成或者涂覆有用于催化氧的離解吸收的材料。提供裝置(32)來(lái)監(jiān)測(cè)電極之間的電勢(shì)差，從而，在被監(jiān)測(cè)的環(huán)境中沒(méi)有有機(jī)污染物分子的情況下，電極之間的電勢(shì)差呈現(xiàn)基值V
文檔編號(hào)G01N33/00GK1906482SQ200480040479
公開日2007年1月31日 申請(qǐng)日期2004年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2004年1月15日
發(fā)明者R·B·格蘭特, F·L·塔普 申請(qǐng)人:英國(guó)氧氣集團(tuán)有限公司