本文關(guān)鍵詞：Eu離子摻雜的氧化銦、氧化錫納米帶氣敏特性研究

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【摘要】：在金屬氧化物半導(dǎo)體材料中,氧化銦和氧化錫都屬于一種n型金屬氧化物半導(dǎo)體材料,擁有較大的禁帶寬度,分別為2.9eV和3.6eV。在不同條件下它們都具有良好的化學(xué)、熱力學(xué)穩(wěn)定性及氣敏特性,被廣泛應(yīng)用于傳感器領(lǐng)域,以檢測易燃易爆、有毒氣體等。而納米帶具有較大的體表面積比、良好的晶體結(jié)構(gòu)和電子輸運性質(zhì),使得納米帶在氣體傳感器應(yīng)用方面有突出的表現(xiàn)。為了獲得更高的氣敏響應(yīng)和氣敏選擇性,摻雜稀土元素,利用其特殊的物理化學(xué)性質(zhì)及催化特性,是實現(xiàn)這一目的的有效途徑。目前,對銪元素摻雜納米材料的研究都集中在它們的形態(tài)或光學(xué)特征的研究,研究銪摻雜氧化銦和氧化錫單根納米帶傳感器的研究還未見報告,對其氣敏特性進行系統(tǒng)的研究具有重要的應(yīng)用價值。本文使用熱蒸發(fā)法分別制備了純凈氧化銦和氧化錫以及銪摻雜的氧化銦和氧化錫納米帶,利用一系列的儀器對獲得的納米帶進行了形貌、微結(jié)構(gòu)以及成分組成的表征,并研究其生長機理。在此基礎(chǔ)上,利用雙離子束沉積系統(tǒng)制備單根納米帶傳感器,然后研究傳感器的氣敏響應(yīng)特性。實驗發(fā)現(xiàn),所得的四種納米材料擁有規(guī)則的形狀,光滑的表面以及極薄的厚度,且銪摻雜的納米帶寬度要比純凈納米帶大。測試結(jié)果表明:銪摻雜氧化銦傳感器在260°C時對100ppm濃度的硫化氫響應(yīng)為6.15,是純凈氧化銦傳感器的響應(yīng)(1.77)的3.47倍;單根銪摻雜氧化錫傳感器在210°C時對100ppm濃度的丙酮的響應(yīng)為8.56,是純凈氧化銦傳感器響應(yīng)(1.36)的6.29倍。所測試的傳感器對氣體的響應(yīng)恢復(fù)時間約為15s,而且電阻在實驗結(jié)束后均能恢復(fù)初始值,表明傳感器具有良好的可重復(fù)性和穩(wěn)定性。比較所測試的氣敏傳感器的氣敏性能,發(fā)現(xiàn)銪摻雜極大的提升了氧化銦和氧化錫納米帶的氣敏性質(zhì)。而銪摻雜氧化銦和氧化錫傳感器分別具備檢測硫化氫和丙酮氣體的能力,為有毒有害氣體的檢測提供新的材料和器件。
【關(guān)鍵詞】：銪摻雜 氧化銦納米帶 氧化錫納米帶 氣體傳感器
【學(xué)位授予單位】：云南師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TB383.1;TN304.21
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-10
• 第1章 緒論10-27
• 1.1 納米材料概論10
• 1.2 納米材料的發(fā)展10-11
• 1.3 納米材料的分類11-15
• 1.3.1 根據(jù)納米材料的屬性分類11-13
• 1.3.2 根據(jù)納米材料的功能分類13-14
• 1.3.3 根據(jù)納米材料的形態(tài)分類14-15
• 1.3.4 根據(jù)納米材料的來源分類15
• 1.4 納米材料的性能15-17
• 1.4.1 小尺寸效應(yīng)16
• 1.4.2 表面效應(yīng)16
• 1.4.3 量子隧穿效應(yīng)16
• 1.4.4 介電限域效應(yīng)16-17
• 1.5 納米材料的制備17-19
• 1.5.1 氣相法17-18
• 1.5.2 液相法18
• 1.5.3 固相法18-19
• 1.6 納米材料的應(yīng)用19-22
• 1.6.1 環(huán)境產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用20
• 1.6.2 生物醫(yī)學(xué)的應(yīng)用20
• 1.6.3 能源產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用20-21
• 1.6.4 信息產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用21
• 1.6.5 化工產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用21-22
• 1.7 氣體傳感器22-24
• 1.7.1 氣體傳感器簡介22
• 1.7.2 氣體傳感器分類22-23
• 1.7.3 半導(dǎo)體氣敏傳感器23-24
• 1.8 本文的研究目的及內(nèi)容24-27
• 1.8.1 研究目的24-25
• 1.8.2 研究內(nèi)容25-27
• 第2章 氧化銦納米帶的制備及性能研究27-41
• 2.1 引言27-28
• 2.1.1 研究意義27-28
• 2.1.2 研究內(nèi)容28
• 2.2 氧化銦納米帶的制備28-31
• 2.2.1 實驗設(shè)備28-29
• 2.2.2 實驗方法29-30
• 2.2.3 實驗生長機理30-31
• 2.3 氧化銦納米帶的表征31-34
• 2.3.1 形貌的表征32
• 2.3.2 微結(jié)構(gòu)的表征32-33
• 2.3.3 成分的表征33-34
• 2.4 氧化銦納米帶的性能34-39
• 2.4.1 單根納米帶傳感器34-35
• 2.4.2 傳感器檢測設(shè)備35
• 2.4.3 傳感器電學(xué)性質(zhì)35-36
• 2.4.4 傳感器響應(yīng)度36-37
• 2.4.5 傳感器響應(yīng)恢復(fù)時間37-38
• 2.4.6 傳感器理論閾值38-39
• 2.4.7 傳感器工作機理39
• 2.5 本章總結(jié)39-41
• 第3章 Eu離子摻雜氧化銦納米帶的制備及性能研究41-50
• 3.1 引言41
• 3.1.1 研究意義41
• 3.1.2 研究內(nèi)容41
• 3.2 Eu~(3+)摻雜氧化銦納米帶的制備41-42
• 3.3 Eu~(3+)摻雜氧化銦納米帶的表征42-44
• 3.3.1 形貌的表征42
• 3.3.2 微結(jié)構(gòu)的表征42-43
• 3.3.3 成分的表征43-44
• 3.4 Eu~(3+)摻雜氧化銦納米帶的性能44-48
• 3.4.1 傳感器電學(xué)性質(zhì)45
• 3.4.2 傳感器響應(yīng)度45-46
• 3.4.3 傳感器響應(yīng)恢復(fù)時間46-47
• 3.4.4 傳感器理論閾值47
• 3.4.5 Eu~(3+)對氣敏性能的提升機理47-48
• 3.5 本章總結(jié)48-50
• 第4章 Eu離子摻雜氧化錫納米帶的制備及性能研究50-62
• 4.1 引言50-51
• 4.1.1 研究意義50-51
• 4.1.2 研究內(nèi)容51
• 4.2 Eu~(3+)摻雜氧化錫納米帶的制備51
• 4.3 Eu~(3+)摻雜氧化錫納米帶的表征51-56
• 4.3.1 形貌的表征52-53
• 4.3.2 微結(jié)構(gòu)的表征53-54
• 4.3.3 成分的表征54-56
• 4.4 Eu~(3+)摻雜氧化錫納米帶的性能56-61
• 4.4.1 傳感器電學(xué)性質(zhì)57-58
• 4.4.2 傳感器響應(yīng)度58-59
• 4.4.3 傳感器響應(yīng)恢復(fù)時間59
• 4.4.4 傳感器理論閾值59-60
• 4.4.5 傳感器工作機理60-61
• 4.5 本章總結(jié)61-62
• 第5章 論文總結(jié)與研究設(shè)想62-65
• 5.1 論文總結(jié)62-64
• 5.2 研究設(shè)想64-65
• 參考文獻65-72
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文和研究成果72-73
• 致謝73

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3 ;留美中國專家發(fā)現(xiàn)并合成“納米帶”[J];世界科技研究與發(fā)展;2001年02期

4 ;納米帶[J];新材料產(chǎn)業(yè);2002年05期

5 楊棗;彭坤;袁緩;劉富生;胡愛平;;納米帶的研究進展[J];材料科學(xué)與工藝;2006年05期

6 ;石墨納米帶有望成半導(dǎo)體新材料[J];材料導(dǎo)報;2008年S2期

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9 陳偉;付紅兵;姚建年;;1,3-二苯基-2-吡唑啉納米帶的制備及其光波導(dǎo)性質(zhì)[J];高等學(xué)�；瘜W(xué)學(xué)報;2010年03期

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1 周中軍;李志儒;黃旭日;孫家鐘;;氨基取代和鋰摻雜納米帶導(dǎo)致大的靜態(tài)第一超極化率[A];第十屆全國計算(機)化學(xué)學(xué)術(shù)會議論文摘要集[C];2009年

2 楊冬;王非;翟雷應(yīng);梁建;馬淑芳;許并社;;氮化鎵納米帶的制備和表征[A];2006年全國功能材料學(xué)術(shù)年會專輯[C];2006年

3 王彥敏;堵國君;黃林勇;劉宏;王繼揚;;單晶鉍納米帶的制備與生長機制研究[A];中國晶體學(xué)會第四屆全國會員代表大會暨學(xué)術(shù)會議學(xué)術(shù)論文摘要集[C];2008年

4 劉宏;周偉家;趙振環(huán);田健;王繼揚;;二氧化鈦納米帶表面異質(zhì)結(jié)構(gòu):設(shè)計、制備和應(yīng)用[A];第十六屆全國晶體生長與材料學(xué)術(shù)會議論文集-08納米晶體及其表征[C];2012年

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6 查文珂;何莉萍;;石墨烯納米帶摻雜球形磷酸鐵鋰的制備及性能[A];中國固態(tài)離子學(xué)暨電池材料青年學(xué)術(shù)論壇——論文摘要集[C];2013年

7 呂超;陳曉;靖波;;離子自組裝制備有機熒光納米帶[A];中國化學(xué)會第十二屆膠體與界面化學(xué)會議論文摘要集[C];2009年

8 李英;馬秀良;;ZnO納米帶的電子顯微學(xué)研究[A];第十三屆全國電子顯微學(xué)會議論文集[C];2004年

9 李英;徐舸;楊春娜;馬秀良;;正交相SnO_2納米帶的電子顯微學(xué)研究[A];2006年全國電子顯微學(xué)會議論文集[C];2006年

10 李大鵬;王冠中;;氧化物半導(dǎo)體超晶格納米帶自組裝生長和結(jié)構(gòu)表征[A];第十六屆全國半導(dǎo)體物理學(xué)術(shù)會議論文摘要集[C];2007年

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1 柯仁;納米材料的新朋友“納米帶”[N];北京科技報;2001年

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3 黃敏;光能“擰彎”物體[N];新華每日電訊;2010年

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5 張小軍;留美中國專家發(fā)現(xiàn)并合成“納米帶”[N];大眾科技報;2001年

6 李宏策;石墨烯納米帶生產(chǎn)新工藝開發(fā)成功[N];科技日報;2012年

7 郝鋼;我國科學(xué)家合成世界首例單晶碲化物納米帶[N];中國有色金屬報;2007年

8 記者 劉霞;美首次“種”出石墨烯納米帶[N];科技日報;2013年

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10 董映璧;新加坡用激光讓硫化鎘納米帶降溫40℃[N];科技日報;2013年

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1 宋玉玲;硅納米帶及氟飽和氮化鋁納米帶的第一性原理研究[D];陜西師范大學(xué);2012年

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5 李兆國;拓撲絕緣體Bi_2Te_2Se納米帶的量子相干輸運實驗研究[D];南京大學(xué);2014年

6 吳文志;類石墨烯二維材料及其納米帶的物理力學(xué)性能研究[D];南京航空航天大學(xué);2013年

7 白慧;硼球烯B_(40)的化學(xué)修飾[D];山西大學(xué);2015年

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1 孫霞;稀土鈣鈦礦型氧化物納米帶的制備及光催化性質(zhì)研究[D];長春理工大學(xué);2011年

2 孫楠楠;鈦碳二維結(jié)構(gòu)的理論研究[D];河北師范大學(xué);2015年

3 曹杉杉;鋰電池正極材料釩酸銨的制備及其性能研究[D];陜西科技大學(xué);2015年

4 陳潔;摻雜對鋸齒型硅烯納米帶輸運性質(zhì)的影響[D];蘇州大學(xué);2015年

5 徐龍;Ti原子吸附對鋸齒型硅烯納米帶的電、磁和熱電性質(zhì)的影響[D];蘇州大學(xué);2015年

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7 龔乃良;稀土（Er~(3+),Yb~(3+)）摻雜SnO_2納米帶的制備及氣敏性質(zhì)研究[D];云南師范大學(xué);2015年

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