氣敏傳感器的關鍵在于其敏感元件,即氣敏傳感材料,傳感器的氣敏傳感材料與氣體接觸后產(chǎn)生的一系列物理、化學效應會將氣體類別,濃度和成分按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成電信號輸出,通過判斷輸出電信號的特點,讀取與待測氣體相關的信息。在不同種類的氣敏傳感器中,金屬氧化物半導體傳感器因其氣敏材料制備方法簡單、重復性好、成本低、穩(wěn)定性好等優(yōu)勢而被廣泛應用。但是金屬氧化物半導體氣敏傳感器往往需要較高的測試溫度,以達到最好的氣敏檢測性能,而長時間的高溫工作不僅增加測試成本,還會降低敏感元件的穩(wěn)定性和測試結(jié)果的可靠性,因此嘗試在較低工作溫度下達到優(yōu)異的氣敏檢測性能的相關研究備受重視。可增強金屬氧化物半導體氣敏傳感材料的氣敏傳感性能的方式,主要在材料的組成成分,形貌結(jié)構(gòu),表面改性等方面對材料進行提升。除此以外,在傳統(tǒng)的氣敏傳感器原型器件制備過程中采用的涂覆成膜工藝步驟繁瑣,隨機性強,容易造成材料的分布不均和團聚,因此降低材料的性能。所以制備可直接生長在傳感器襯底上的開放式納米陣列結(jié)構(gòu)材料可以避免傳統(tǒng)涂覆技術造成的性能降低,并且有益于氣體的擴散及增加氣體與材料的有效接觸面積,從而精簡制備過程和提高金屬氧化物半導體氣敏傳... 

【文章來源】：浙江大學浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：118 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１．１酮代謝示意圖??

圖２．１?Ｃ〇３０４尖晶石結(jié)構(gòu)模型［｜６）??Ｆｉｇ．?２．１?Ｔｈｅ?ｍｏｄｅｌ?ｏｆ?ｓｐｉｎｅｌ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?Ｃｏ＾〇４??圖２．２不同形貌的（：〇３０４納米材料：（ａ）納米片陣列［３８］；?（ｂ）菱形納米棒陣列［３９１；?（ｃ）針狀??納米棒陣列｜４ｔ＞１；?（ｄ）納米管［４１】；（ｅ）八面體ｔ４２１；?（ｆ）凹面納米立方體［４３１．??Ｆｉｇ．?２．２?Ｃ０３Ｏ４?ｎａｎｏｍａｔｅｒｉａｌｓ?ｗｉｔｈ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ：?（ａ）?ｎａｎｏｓｈｅｅｔ?ａｒｒａｙｓ；?（ｂ）?ｒｈｏｍｂｕｓ??ｎａｎｏｒｏｄ?ａｒｒａｙｓ；?（ｃ）?ｎａｎｏｎｅｅｄｌｅ?ｎａｎｏｒｏｄ?ａｒｒａｙｓ；?（ｄ）?ｎａｎｏｔｕｂｅｓ；?（ｅ）?ｏｃｔａｈｅｄｒａｌ；?（ｆ）?ｃｏｎｃａｖｅ??ｎａｏｃｕｂｅｓ??ｃ〇３ｏ４在各領域的應用都與其特殊的物理性能和化學性能相關，而這與材料??的形貌緊密相關。從圖２．１中Ｃ〇３０４尖晶石結(jié)構(gòu)模型可以看出，晶格氧在晶胞中??是被封閉在立方體中的，在一個晶胞單元中有八分之一的四面體位置被Ｃｏ２＋占??據(jù)，一半的八面體位置被Ｃｏ３＋占據(jù)。在Ｃｏ３０４自然形成的截頂八面體由｛００１｝面??和｛１１１｝面構(gòu)成，只含有Ｃｏ２＋，但是Ｃｏ３＋才是Ｃｏ３０４催化劑上的活性位點。在｛１１０｝??面則被較多的Ｃｏ３＋占據(jù)，｛１１０丨有兩種類型的表面終端：一種在四面體位置有兩??個Ｃｏ２＋離子，八面體位置有兩個Ｃｏ３＋離子和四個Ｏ２？離子；另一種在八面體位點??ＩＩ??

?：：：??圖２．１?Ｃ〇３０４尖晶石結(jié)構(gòu)模型［｜６）??Ｆｉｇ．?２．１?Ｔｈｅ?ｍｏｄｅｌ?ｏｆ?ｓｐｉｎｅｌ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?Ｃｏ＾〇４??圖２．２不同形貌的（：〇３０４納米材料：（ａ）納米片陣列［３８］；?（ｂ）菱形納米棒陣列［３９１；?（ｃ）針狀??納米棒陣列｜４ｔ＞１；?（ｄ）納米管［４１】；（ｅ）八面體ｔ４２１；?（ｆ）凹面納米立方體［４３１．??Ｆｉｇ．?２．２?Ｃ０３Ｏ４?ｎａｎｏｍａｔｅｒｉａｌｓ?ｗｉｔｈ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ：?（ａ）?ｎａｎｏｓｈｅｅｔ?ａｒｒａｙｓ；?（ｂ）?ｒｈｏｍｂｕｓ??ｎａｎｏｒｏｄ?ａｒｒａｙｓ；?（ｃ）?ｎａｎｏｎｅｅｄｌｅ?ｎａｎｏｒｏｄ?ａｒｒａｙｓ；?（ｄ）?ｎａｎｏｔｕｂｅｓ；?（ｅ）?ｏｃｔａｈｅｄｒａｌ；?（ｆ）?ｃｏｎｃａｖｅ??ｎａｏｃｕｂｅｓ??ｃ〇３ｏ４在各領域的應用都與其特殊的物理性能和化學性能相關，而這與材料??的形貌緊密相關。從圖２．１中Ｃ〇３０４尖晶石結(jié)構(gòu)模型可以看出，晶格氧在晶胞中??是被封閉在立方體中的，在一個晶胞單元中有八分之一的四面體位置被Ｃｏ２＋占??據(jù)，一半的八面體位置被Ｃｏ３＋占據(jù)。在Ｃｏ３０４自然形成的截頂八面體由｛００１｝面??和｛１１１｝面構(gòu)成，只含有Ｃｏ２＋，但是Ｃｏ３＋才是Ｃｏ３０４催化劑上的活性位點。在｛１１０｝??面則被較多的Ｃｏ３＋占據(jù)，｛１１０丨有兩種類型的表面終端：一種在四面體位置有兩??個Ｃｏ２＋離子，八面體位置有兩個Ｃｏ３＋離子和四個Ｏ２？離子；另一種在八面體位點??ＩＩ??

【參考文獻】：
期刊論文
[1]Ordered porous metal oxide semiconductors for gas sensing[J]. Xinran Zhou,Xiaowei Cheng,Yongheng Zhu,Ahmed A.Elzatahry,Abdulaziz Alghamdi,Yonghui Deng,Dongyuan Zhao.  Chinese Chemical Letters. 2018(03)
[2]Morphology-dependent nanocatalysis on metal oxides[J]. LI Yong & SHEN WenJie * State Key Laboratory of Catalysis;Dalian Institute of Chemical Physics,Chinese Academy of Sciences,Dalian 116023,China.  Science China（Chemistry）. 2012(12)
[3]Improved acetone sensing properties of flat sensors based on Co-SnO2 composite nanofibers[J]. HU Lei~1,2 & LI Yi~1,2* 1 College of Environmental, Hohai University, Nanjing 210098, China; 2 Key Laboratory of Integrated Regulation and Resource Development on Shallow Lakes of Ministry of Education, Hohai University, Nanjing 210098, China.  Chinese Science Bulletin. 2011(24)



本文編號：3228575