作為傳感器家族的重要成員,氣敏傳感器可以通過將被測氣體的成分濃度等特性轉(zhuǎn)換為電信號來實現(xiàn)對氣體的定量和定性檢測,在工業(yè)、環(huán)境保護(hù)和醫(yī)療領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。ZnO基氣體傳感器是金屬氧化物半導(dǎo)體傳感器的最早且使用最廣泛的分支。自上世紀(jì)被發(fā)現(xiàn)以來,它們因其成本低、攜帶方便、制備簡單和高靈敏度而備受關(guān)注。本文基于使用廣泛的ZnO氣敏材料,利用水熱法制備了一系列ZnO基復(fù)合納米材料,并將所制備的ZnO基復(fù)合納米材料用作氣體傳感器,探究了其對低濃度H2S和丙酮氣體的氣敏性能,分析了異質(zhì)結(jié)構(gòu)的形成、貴金屬摻雜和納米尺寸對ZnO基氣敏材料傳感性能的影響。主要研究內(nèi)容和結(jié)果如下:1.采用兩步水熱法合成ZnS修飾ZnO納米線的新型復(fù)合納米ZnO-ZnS-x(x=5,10,15,20)異質(zhì)結(jié),并對其形貌和結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征。結(jié)果表明,隨著Na2S溶液濃度的增加,所形成的異質(zhì)結(jié)中ZnS的含量增加,同時伴隨著ZnO-ZnS異質(zhì)結(jié)的納米線棱線由清晰到模糊,表明ZnS殼結(jié)構(gòu)的厚度增大。氣敏測試結(jié)果表明,與純ZnO-NWs相比,除ZnO-ZnS-20外,不同濃度Na2S溶液制備的ZnO-ZnS-x異質(zhì)結(jié)在不同工作溫度下對H...

【文章頁數(shù)】：89 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 ZnO納米材料及其應(yīng)用
        1.2.1 ZnO納米材料基本性質(zhì)
        1.2.2 ZnO基納米材料的制備
        1.2.3 ZnO納米材料的應(yīng)用
    1.3 納米ZnO氣體傳感器
        1.3.1 氣體傳感器概述
        1.3.2 氣體傳感器的性能參數(shù)
        1.3.3 納米ZnO基氣體傳感器氣敏機理研究現(xiàn)狀
    1.4 ZnO基納米材料氣體傳感器的研究進(jìn)展
        1.4.1 ZnO基納米材料氣敏性能改善方法研究現(xiàn)狀
    1.5 選題依據(jù)及主要工作
        1.5.1 選題依據(jù)
        1.5.2 主要工作
第二章 實驗材料與研究方法
    2.1 實驗藥品及所需儀器
        2.1.1 實驗藥品
        2.1.2 主要儀器與設(shè)備
    2.2 材料的制備與表征
        2.2.1 材料制備
        2.2.2 材料的表征
    2.3 氣敏元件制造
        2.3.1 集成電路技術(shù)簡介
        2.3.2 氣體傳感器芯片制造工藝
        2.3.3 氣敏性能測試
    2.4 本章小結(jié)
第三章 150nm ZnO-ZnS異質(zhì)結(jié)構(gòu)的合成及其氣敏性能的研究
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 實驗藥品與儀器
        3.2.2 氣敏材料準(zhǔn)備
        3.2.3 氣敏性能測試
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 結(jié)構(gòu)與形貌表征
        3.3.2 氣敏性能研究
        3.3.3 氣敏機理研究
    3.4 本章小結(jié)
第四章 150 nm Pd-ZnO復(fù)合結(jié)構(gòu)的合成及其氣敏性能的研究
    4.1 引言
    4.2 實驗部分
        4.2.1 實驗藥品與儀器
        4.2.2 氣敏材料制備
        4.2.3 氣敏性能測試
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 結(jié)構(gòu)與形貌表征
        4.3.2 氣敏性能研究
        4.3.3 氣敏機理研究
    4.4 本章小結(jié)
第五章 50 nm Pd-ZnO復(fù)合結(jié)構(gòu)的合成及其氣敏性能的研究
    5.1 引言
    5.2 實驗部分
        5.2.1 實驗藥品與儀器
        5.2.2 氣敏材料制備
        5.2.3 氣敏性能測試
    5.3 結(jié)果與討論
        5.3.1 結(jié)構(gòu)與形貌表征
        5.3.2 氣敏性能研究
        5.3.3 氣敏機理研究
    5.4 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間論文、專利



本文編號：3825538