隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和人工智能的高速發(fā)展,我們即將迎來(lái)物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代。物聯(lián)網(wǎng)的最終目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)萬(wàn)物互聯(lián),使我們所在的環(huán)境完全智能化。物聯(lián)網(wǎng)所傳遞的信息將來(lái)自無(wú)處不在的智能終端,智能終端收集環(huán)境數(shù)據(jù)的核心器件是傳感器。由于應(yīng)用場(chǎng)景的范圍愈加廣泛,以及電子器件小型化的趨勢(shì),合適傳感材料和結(jié)構(gòu)的制備顯得尤為關(guān)鍵。氣體傳感器是其中一類重要的傳感器,在諸如公共安全、工業(yè)控制、環(huán)境保護(hù)、個(gè)人健康等方面有重要的應(yīng)用。大量新型的納米材料和納米結(jié)構(gòu)已經(jīng)被應(yīng)用于氣體傳感器件中,包括納米顆粒、納米線、納米管以及各類二維納米材料。硅納米線因具有高比表面積、良好兼容性、低功耗等優(yōu)點(diǎn),被認(rèn)為是很有應(yīng)用前景的一類納米材料。硅納米線的制備方法包括化學(xué)氣相沉積、激光燒蝕、反應(yīng)離子刻蝕、溶液法、金屬輔助化學(xué)刻蝕等,這些方法中金屬輔助化學(xué)刻蝕（MACE）因其廉價(jià)簡(jiǎn)便、直接形成陣列、尺寸可調(diào)等優(yōu)勢(shì)受到廣泛關(guān)注。本文采用MACE方法制備硅納米線陣列,并以其建立了可靠的氣體傳感平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了高靈敏度的氣體檢測(cè)和氣體識(shí)別。本論文的主要內(nèi)容如下:第一章介紹了近年來(lái)基于納米材料的電學(xué)氣體傳感研究,包括化學(xué)電阻式、場(chǎng)效應(yīng)管、場(chǎng)致離子化、化學(xué)電容器和外差... 

【文章頁(yè)數(shù)】：122 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
致謝
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 氣體傳感器簡(jiǎn)介
    1.3 納米氣體傳感器簡(jiǎn)介
    1.4 基于一維納米材料的電學(xué)氣體傳感器
        1.4.1 化學(xué)電阻式氣體傳感器
        1.4.2 場(chǎng)效應(yīng)管式氣體傳感器
        1.4.3 電容及外差振蕩式氣體傳感器
        1.4.4 場(chǎng)致離子化氣體傳感器
    1.5 硅納米線陣列的制備
        1.5.1 金屬催化劑
        1.5.2 氧化劑
        1.5.3 硅片本身性質(zhì)
        1.5.4 溫度與光照
    1.6 本課題研究的主要內(nèi)容
第二章 尖端接觸型硅納米線陣列的氣體傳感研究
    2.1 引言
    2.2 實(shí)驗(yàn)部分
        2.2.1 實(shí)驗(yàn)材料和儀器
        2.2.2 硅納米線陣列的制備
        2.2.3 尖端接觸硅納米線陣列結(jié)構(gòu)的形成
        2.2.4 材料表征和氣體響應(yīng)測(cè)試系統(tǒng)
        2.2.5 氣體響應(yīng)數(shù)據(jù)處理
    2.3 結(jié)果與討論
        2.3.1 硅納米線陣列刻蝕條件的選擇
        2.3.2 尖端接觸型硅納米線陣列結(jié)構(gòu)的材料及電學(xué)表征
        2.3.3 同型尖端接觸結(jié)構(gòu)的NO_2氣體傳感性能
        2.3.4 尖端接觸型p-n結(jié)結(jié)構(gòu)的NO_2氣體響應(yīng)
        2.3.5 尖端接觸型結(jié)構(gòu)的氣體傳感機(jī)理
    2.4 本章小結(jié)
第三章 基于n-ZnO/p-Si納米線陣列的氣體傳感研究
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)部分
        3.2.1 實(shí)驗(yàn)材料與儀器
        3.2.2 n-ZnO/p-Si納米線陣列結(jié)構(gòu)的制備
        3.2.3 材料表征和氣體測(cè)試系統(tǒng)
        3.2.4 氣體響應(yīng)數(shù)據(jù)處理
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 n-ZnO/p-Si納米線陣列結(jié)構(gòu)的制備與表征
        3.3.2 n-ZnO/p-Si納米線陣列結(jié)構(gòu)的氣體傳感性能
        3.3.3 硅納米線陣列-ITO結(jié)構(gòu)的對(duì)照氣體傳感實(shí)驗(yàn)
        3.3.4 n-ZnO/p-Si納米線陣列結(jié)構(gòu)氣體識(shí)別和響應(yīng)機(jī)理
    3.4 本章小結(jié)
第四章 rGO/n-ZnO/p-Si納米線陣列的離子化氣體傳感
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)部分
        4.2.1 實(shí)驗(yàn)材料與儀器
        4.2.2 rGO/n-ZnO/p-Si納米線陣列的制備
        4.2.3 材料表征和氣體測(cè)試系統(tǒng)
        4.2.4 氣體響應(yīng)數(shù)據(jù)處理
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 納米線陣列離子化電極材料的制備與表征
        4.3.2 硅納米線陣列的離子化性能
        4.3.3 n-ZnO/p-Si納米線陣列的氣體電離及傳感性能
        4.3.4 rGO/n-ZnO/p-Si納米線陣列的場(chǎng)發(fā)射性能
        4.3.5 rGO/n-ZnO/p-Si納米線陣列的場(chǎng)發(fā)射氣體傳感
    4.4 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
參考文獻(xiàn)
作者在博士期間取得的科研成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]碳納米管復(fù)合材料場(chǎng)發(fā)射性能研究現(xiàn)狀[J]. 于穎,王麗軍,劉凌宏,李劍,文俊偉,王小平.  材料導(dǎo)報(bào). 2016(05)
[2]光照對(duì)HF/Fe（NO3）3溶液中制備硅納米線的作用研究[J]. 劉琳,王永田.  物理學(xué)報(bào). 2015(14)
[3]毛細(xì)管氣相色譜法測(cè)定鹽酸美金剛原料藥中三氯甲烷的殘留量[J]. 宋更申,郭毅,付焱,閆凱.  中國(guó)藥房. 2010(37)
[4]對(duì)碳納米管陣列的場(chǎng)發(fā)射電場(chǎng)增強(qiáng)因子以及最佳陣列密度的研究[J]. 朱亞波,王萬(wàn)錄,廖克俊.  物理學(xué)報(bào). 2002(10)

博士論文
[1]基于一維納米材料的氣體傳感器及其應(yīng)用研究[D]. 孟凡利.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2009



本文編號(hào)：3731922