【摘要】：用于監(jiān)測氣態(tài)污染物(如臭氧(O_3)和二氧化氮(NO_2))的氣體傳感器最重要的是制造傳感器陣列。影響半導(dǎo)體氣敏傳感器選擇性的關(guān)鍵有特異性吸附、材料表面狀態(tài)(吸附位點(diǎn)、反應(yīng)位點(diǎn)、氧化活性、酸堿特性等)和選擇性改進(jìn)策略(基體材料篩選、負(fù)載與摻雜、表面修飾、工作溫度調(diào)控等)三大要素。金屬硫化物半導(dǎo)體的表面態(tài)密度很低,對表面電性能的變化十分敏感,具有作為高靈敏電阻型氣敏材料的潛力。所以,我們將通過使用Zn~(2+)摻雜MoS_2超薄納米片(UNs)和對MoS_2 UNs進(jìn)行表面改性的方法來提高半導(dǎo)體的識(shí)別功能、敏感體利用,開發(fā)具有不同的響應(yīng)和識(shí)別不同分析物的模式的化學(xué)感應(yīng)傳感器陣列。(1)將1mmol的鉬酸銨和30mmol的硫脲溶于35mL蒸餾水中,分別加入0,0.01,0.03,0.05,0.09和0.15mmol乙酸鋅,通過水熱法制備含有Zn~(2+)摻雜的MoS_2 UNs,用薄刷子將MoS_2 UNs的糊劑涂覆在陶瓷基板上以形成傳感膜,制造出基于MoS_2 UNs的傳感器。通過研究發(fā)現(xiàn),與純MoS_2傳感器相比,含5%Zn~(2+)的MoS_2傳感器對O_3和NO_2五種分析物的響應(yīng)提高了160%以上,表明Zn~(2+)摻雜成功地適應(yīng)了MoS_2基體的傳感性能。通過摻雜不同的金屬離子并且改變它們在MoS_2中的摻雜量的方法來構(gòu)建一個(gè)多功能的傳感器陣列。此外,含5%Zn~(2+)的MoS_2傳感器對O_3和NO_2的檢測限分別為17和215 ppb。傳感器陣列在現(xiàn)實(shí)生活中的檢測14秒內(nèi)就能識(shí)別O_3,NO_2和其他分析物。(2)將1mmol的鉬酸銨和30mmol的硫脲制成MoS_2 UNs,再與0.1mmol/L S1-4(注:S1-L-半胱氨酸,S2-DL-賴氨酸,S3-Nε-三氟乙酰基-L-賴氨酸,S4-8-羥基喹啉)分別均勻混合制得表面改性后的MoS_2 UNs。最后制得MoS_2 UNs傳感器陣列。通過對O_3,C_2H_6O,CH_2O,N_2-NO_2氣體檢測的研究發(fā)現(xiàn),不同傳感器對同一目標(biāo)氣體的響應(yīng)隨著不同藥品參與表面改性的變化而明顯變化,同一傳感器對不同目標(biāo)氣體的響應(yīng)變化較大,表明摻雜S1-4對MoS_2 UNs的傳感性能具有明顯的剪裁效應(yīng)和良好判別性能。
【圖文】：

圖 1-1 氣體傳感器敏感參數(shù)（1）電阻值電阻值一般分為初始電阻和工作電阻，分別用字母 Ra 和 Rg 表示，其中電阻是指在特定的實(shí)驗(yàn)溫度和干凈的空氣環(huán)境中，，氣敏器件的阻值測試大小

石墨烯結(jié)構(gòu)示意圖
【學(xué)位授予單位】：新疆大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TN304;TP212

【參考文獻(xiàn)】

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1 顧品超;張楷亮;馮玉林;王芳;苗銀萍;韓葉梅;張韓霞;;層狀二硫化鉬研究進(jìn)展[J];物理學(xué)報(bào);2016年01期

2 黃飛;趙輝;馮昊;廖振華;冉o

本文編號(hào)：2670611