【摘要】：ZnO微納結(jié)構(gòu)對(duì)其氣敏性能和場(chǎng)發(fā)射性能有著重要的影響。本文采用化學(xué)氣相沉積的方法,在硅襯底上合成出了ZnO/In_2O_3帶/齒狀納米異質(zhì)結(jié)構(gòu)并制成了氣體傳感器,實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)該傳感器對(duì)乙炔具有非常好的氣敏性能;在硅襯底上合成出了ZnO微米棒陣列,實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)其具有非常好的場(chǎng)發(fā)射性能。本論文主要內(nèi)容如下:一、采用化學(xué)氣相沉積(CVD)的方法,在硅襯底上合成出ZnO/In_2O_3帶/齒狀納米異質(zhì)結(jié)構(gòu)并制備出新型ZnO/In_2O_3帶/齒狀納米異質(zhì)結(jié)構(gòu)氣體傳感器。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),在低溫90~oC的溫度下,對(duì)乙炔氣體表現(xiàn)出了良好的氣敏特性。與單純的ZnO/In_2O_3帶/齒狀納米異質(zhì)結(jié)構(gòu)氣體傳感器相比,用Au修飾后的ZnO/In_2O_3帶/齒狀納米異質(zhì)結(jié)構(gòu)氣體傳感器對(duì)乙炔表現(xiàn)出更好的氣敏特性,例如,更高的靈敏度(在90~oC的工作溫度下對(duì)100ppm乙炔的響應(yīng)度為5,而同樣條件下沒(méi)有修飾過(guò)的ZnO/In_2O_3帶/齒狀納米異質(zhì)結(jié)構(gòu)氣體傳感器對(duì)同樣濃度的乙炔響應(yīng)度為1.75)、更少的響應(yīng)時(shí)間(在90~oC的工作溫度下對(duì)100 ppm乙炔的響應(yīng)時(shí)間為8.5 s,而同樣條件下沒(méi)有修飾過(guò)的ZnO/In_2O_3帶/齒狀納米異質(zhì)結(jié)構(gòu)氣體傳感器對(duì)同樣濃度的乙炔響應(yīng)時(shí)間為38 s)、更好的選擇性(具體體現(xiàn)在對(duì)于C_2H_2、C_2H_5OH、CO、CH_4、C_3H_8這五種氣體在響應(yīng)度方面的比較)、與冪指數(shù)理想值更小的偏差(理想值β=0.5,用Au修飾后的ZnO/In_2O_3帶/齒狀納米異質(zhì)結(jié)構(gòu)氣體傳感器冪指數(shù)值為0.5123,而沒(méi)有修飾過(guò)的ZnO/In_2O_3帶/齒狀納米異質(zhì)結(jié)構(gòu)氣體傳感器冪指數(shù)值為0.4555)。用Au修飾后的ZnO/In_2O_3帶/齒狀納米異質(zhì)結(jié)構(gòu)氣體傳感器氣敏性能大大提高,這是因?yàn)樵贏u粒子和ZnO/In_2O_3帶/齒狀納米異質(zhì)結(jié)構(gòu)界面之間存在新的耗盡層。無(wú)論在修飾前還是修飾后,在90~oC的工作溫度下,對(duì)25-500 ppm的C_2H_2都表現(xiàn)出了良好的氣敏特性。值得一提的是,在工作溫度下連續(xù)工作30天的傳感器依舊保持著良好的氣敏特性。二、以ZnO和活性炭的混合粉末為原料,按照質(zhì)量比1.5:1的比例混合在一起,采用CVD方法,在硅襯底上制備出了ZnO微米棒陣列。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),該材料有著非常好的場(chǎng)發(fā)射性能,如低開(kāi)啟電場(chǎng)(當(dāng)電流密度為10 uA/cm~2時(shí),開(kāi)啟電場(chǎng)為3.1 V/μm)、相同外加電場(chǎng)下更高的電流密度。該樣品的生長(zhǎng)機(jī)理可以用氣-固(VS)生長(zhǎng)機(jī)制和二次成核來(lái)解釋。
【圖文】：

ZnO氣體傳感器，此傳感器在是，，此傳感器可以監(jiān)測(cè)濃度為感器的分類的分類方法（如工作原理種，本文著重介紹以下幾種常見(jiàn)的氣體傳感器學(xué)氣體傳感器感器的工作原理是與待測(cè)氣體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)[16]。它主要是由透氣孔燃、有毒有害的氣體用的材料發(fā)生反應(yīng)基微納結(jié)構(gòu)氣敏及場(chǎng)發(fā)射性能研究此傳感器在120oC時(shí)對(duì)50 ppb的NO此傳感器可以監(jiān)測(cè)濃度為 0.5 ppb 的 NO2，并如工作原理、選用材料、待測(cè)氣體種本文著重介紹以下幾種常見(jiàn)的氣體傳感器。感器的工作原理是與待測(cè)氣體發(fā)生化學(xué)反應(yīng),待測(cè)它主要是由透氣孔、絕緣體、電極、電解液組有毒有害的氣體，如 CO、NOx、SO2等，都有用的材料發(fā)生反應(yīng)，利用這些反應(yīng)來(lái)測(cè)得待測(cè)氣體并待測(cè)都有這些反應(yīng)來(lái)測(cè)得待測(cè)氣體

用的材料發(fā)生反應(yīng)圖 1-1 電化學(xué)型氣體傳感器結(jié)構(gòu)示意圖燃燒式氣體傳感器式氣體傳感器的工作原理是在一定溫度下，輸出一個(gè)與待測(cè)氣體濃度成正比的信號(hào)甲烷、丙酮等，用的材料發(fā)生反應(yīng)，利用這些反應(yīng)來(lái)測(cè)得待燃燒式氣體傳感器的工作原理是在一定溫度下，輸出一個(gè)與待測(cè)氣體濃度成正比的信號(hào)。，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖 1-2 所示這些反應(yīng)來(lái)測(cè)得待
【學(xué)位授予單位】：深圳大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TB383.1;TP212

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 王慶吉;高性能改性SnO_2半導(dǎo)體氧化物型氣體傳感器的研究[D];吉林大學(xué);2017年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前3條

1 孔令青;氧化鋅納米陣列的制備及其氣敏性能研究[D];北京化工大學(xué);2012年

2 顧磊磊;ZnO納米結(jié)構(gòu)氣敏傳感器[D];復(fù)旦大學(xué);2011年

3 姜雪嬌;金屬氧化物半導(dǎo)體納米線及其在超敏感探測(cè)中的應(yīng)用[D];湖南大學(xué);2010年

本文編號(hào)：2678005