為了開(kāi)發(fā)高性能氣體傳感器,尋找合適的具有高靈敏度、高選擇性和高穩(wěn)定性的氣體傳感材料至關(guān)重要。其中,ZnO作為一種典型的n型半導(dǎo)體金屬氧化物,因其具有高的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性、低成本和高導(dǎo)電性,而廣泛應(yīng)用于各種可燃?xì)怏w和有害氣體的研究。然而,傳統(tǒng)的ZnO氣體傳感器在低濃度檢測(cè)、高選擇性、快速響應(yīng)和高可靠性等方面還面臨著一定的挑戰(zhàn)。本論文以ZnO半導(dǎo)體為基礎(chǔ)材料,通過(guò)摻雜稀土元素及與p型過(guò)渡金屬氧化物復(fù)合構(gòu)建p-n異質(zhì)結(jié)的方式來(lái)提高ZnO單體材料的氣敏性能,并研究摻雜及p-n異質(zhì)結(jié)對(duì)ZnO基體材料氣敏性能提高的原因。本論文主要研究?jī)?nèi)容如下:(1)采用水熱法成功制備了純ZnO和不同摩爾分?jǐn)?shù)Ce摻雜ZnO多孔微米花狀復(fù)合材料,通過(guò)XRD、SEM、FT-IR、XPS等測(cè)試手段對(duì)材料的微觀結(jié)構(gòu)、形貌特征及化學(xué)組成等進(jìn)行表征,系統(tǒng)的研究了純ZnO及不同摩爾分?jǐn)?shù)Ce摻雜ZnO材料對(duì)乙醇的氣敏響應(yīng)。結(jié)果表明,Ce摻雜可以改善ZnO傳感器的氣敏性能。尤其是1.2at%Ce/ZnO傳感器在325℃的操作溫度下對(duì)100ppm乙醇的響應(yīng)最高,其響應(yīng)值為59.9,是純ZnO傳感器的6.1倍。XPS結(jié)果表明,Ce的摻...

【文章頁(yè)數(shù)】：62 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
主要符號(hào)表
1 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 金屬氧化物半導(dǎo)體氣體傳感器
        1.2.1 敏感材料
        1.2.2 氣敏機(jī)理
    1.3 ZnO氣敏材料概述
        1.3.1 ZnO結(jié)構(gòu)與性質(zhì)
        1.3.2 ZnO在氣體傳感器領(lǐng)域的應(yīng)用
    1.4 ZnO氣敏材料的改性研究
        1.4.1 形貌調(diào)控
        1.4.2 使用添加劑
    1.5 課題的研究意義及研究?jī)?nèi)容
        1.5.1 課題的研究意義
        1.5.2 課題的研究?jī)?nèi)容
2 Ce摻雜ZnO多孔微米花狀復(fù)合材料的制備及其氣敏性能研究
    2.1 引言
    2.2 實(shí)驗(yàn)部分
        2.2.1 實(shí)驗(yàn)藥品及儀器
        2.2.2 材料表征
        2.2.3 材料制備
        2.2.4 傳感器的構(gòu)建
        2.2.5 氣敏性能測(cè)試
    2.3 結(jié)果與分析
        2.3.1 XRD分析
        2.3.2 FE-SEM和EDS分析
        2.3.3 FT-IR分析
        2.3.4 XPS分析
        2.3.5 氣敏性能測(cè)試分析
        2.3.6 氣敏響應(yīng)機(jī)理分析
    2.4 本章小結(jié)
3 微米花狀NiO/ZnO復(fù)合材料的制備及其氣敏性能研究
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)部分
        3.2.1 實(shí)驗(yàn)藥品及儀器
        3.2.2 材料表征
        3.2.3 材料制備
        3.2.4 傳感器的構(gòu)建
        3.2.5 氣敏性能測(cè)試
    3.3 結(jié)果與分析
        3.3.1 XRD分析
        3.3.2 FESEM和EDS分析
        3.3.3 XPS分析
        3.3.4 氣敏性能測(cè)試分析
        3.3.5 氣敏響應(yīng)機(jī)理分析
    3.4 本章小結(jié)
4 結(jié)論與展望
    4.1 結(jié)論與創(chuàng)新
        4.1.1 結(jié)論
        4.1.2 主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)
    4.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝



本文編號(hào)：4020855