眾所周知,隨著工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大化、人類生活水平的不斷提升以及科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和延伸,人們對氣敏傳感器的需求越來越大。金屬氧化物半導(dǎo)體因具備諸多優(yōu)點(diǎn),已經(jīng)被普遍運(yùn)用在氣體傳感器領(lǐng)域。氧化鐵是一種重要的金屬氧化物半導(dǎo)體材料,具有廣泛的應(yīng)用前景。然而,單一的氧化鐵氣敏傳感器仍然存在許多缺陷,亟待人們進(jìn)行研究和改善。立方體是一種比較穩(wěn)定的三維結(jié)構(gòu),它可以與不同形貌的納米結(jié)構(gòu)進(jìn)行復(fù)合以及構(gòu)建復(fù)雜結(jié)構(gòu)。所以本論文主要以立方體Fe₂O₃為主體材料,通過構(gòu)建P-N異質(zhì)結(jié)、N-N異質(zhì)結(jié),利用其費(fèi)米能級效應(yīng)和不同組分之間的協(xié)同作用從而增強(qiáng)氣敏性能;以及通過構(gòu)建卵殼結(jié)構(gòu),增加比表面積、增強(qiáng)與氣體的接觸,從而降低材料工作溫度、大幅提高材料對氣體的靈敏度。采用SEM、EDS、XRD、TEM、XPS、BET等手段對材料的結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)行表征。本論文的主要工作如下:(1)制備出形貌規(guī)整、結(jié)晶良好的立方體Fe₂O₃。對材料進(jìn)行表征及氣敏性能測試,確定了樣品在300°C下對三乙胺有一定響應(yīng)。(2)合成了NiO/Fe₂

【文章頁數(shù)】：95 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1.1負(fù)電荷吸附機(jī)理半導(dǎo)體氣敏材料有N型和P型兩種

件的使用壽命也會大大縮短，同時資源消耗也很厲害。目前，國內(nèi)外的半導(dǎo)體氣體傳感器朝著能耗低、靈敏度高、工作性能穩(wěn)定、功能和集成化的方向發(fā)展。國外在這一目標(biāo)上投入了大量的資金，比如美eneraMonitorsy已經(jīng)生產(chǎn)出了智能化的半導(dǎo)體氣體傳感器。國內(nèi)的半導(dǎo)體氣體傳感研發(fā)也有四個方....

圖1.2正電荷吸附機(jī)理(2)體電阻控制型

半導(dǎo)體氧化物會帶負(fù)電荷，因此會形成一個電場E(圖1.2(b))，導(dǎo)體表面指向內(nèi)部。電子的遷移被該電場所阻止。但是電子的遷移會，電場強(qiáng)度的增加又會使得電子遷移的阻力增大，最終達(dá)到平衡狀態(tài)帶在這個過程中會發(fā)生向下彎曲。電子的轉(zhuǎn)移使得半導(dǎo)體表面層導(dǎo)電提高了半導(dǎo)體金屬氧化物的電....

圖1.3技術(shù)路線圖

本課題的研究路線如圖1.3所示，依據(jù)技術(shù)路線圖，對擬開展的工作進(jìn)行詳細(xì)描（1）合成不同形貌氧化鐵，并選定研究對象；（2）以氧化鐵為基體，構(gòu)建P-N、N-N異質(zhì)結(jié)納米復(fù)合材料；（3）將基體材料用貴金屬納米粒子進(jìn)行性能增強(qiáng)，并在此基礎(chǔ)上構(gòu)建卵殼結(jié)構(gòu)

圖2.1WS-30A測試系統(tǒng)組成

測試的測試原理如圖(d)所示，系統(tǒng)采用的是電流電壓測試法[70]。選負(fù)載電阻Rload與氣敏元件進(jìn)行串聯(lián)，將工作電壓調(diào)為5V，即可進(jìn)行ating為加熱電壓，通過控制旋鈕可以改變氣敏元件的工作電壓，改變加，從而控制著不同的操作溫度。傳感器阻值R與RL和Vout的u....

本文編號：3971200