隨著大氣污染問題的不斷惡化,社會的持續(xù)健康發(fā)展對氣體傳感器提出了新的要求。金屬氧化物半導體氣敏傳感器具有成本低,靈敏度高,信號測試方法簡單等特性,是理想的氣體檢測設備。然而,工作溫度高和選擇性差仍然是其無法克服的本征問題和應用瓶頸。構(gòu)筑全新的高性能氣體傳感器可以從兩方面著手:一是調(diào)節(jié)氣敏材料的界面及缺陷;二是改進傳感器的工作條件,如工作溫度和光激發(fā)。本論文以金屬氧化物半導體復合材料為研究對象,開發(fā)新方法制備有序異質(zhì)結(jié)構(gòu)的納米線,并對其異質(zhì)界面進調(diào)節(jié),通過加熱及加光兩種激發(fā)手段進行氣敏測試,最后對其氣敏機理進行了討論�；谝陨蟽�(nèi)容,本文工作從以下幾個方面展開:首先,本文中設計了一種制備項鏈狀復合納米線的簡單且普適的方法。通過加入ZIF-67來構(gòu)建有序連接的兩相成分,將靜電紡絲聚合物纖維作為犧牲模板,分段熱處理后便得到了TiO₂/Co₃O₄有序異質(zhì)結(jié)納米線。該方法具有良好的重復性和容易控制的結(jié)構(gòu)參數(shù)。SEM及TEM結(jié)果表明,TiO₂和Co₃O₄兩種成分呈項鏈狀... 

【文章來源】：華中科技大學湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

氣體傳感器的應用Figure1.1Theapplicationsofgassensors.

圖 1.2 接觸前后 p-n 異質(zhì)結(jié)能帶結(jié)構(gòu)圖Figure 1.2 Band diagrams of the p-n heterojunction before and after contact將不同種類、不同功能的材料復合在一起，復合后的新材料可以兼顧不的特性，而又區(qū)別于源材料。復合材料中，兩種不同材料之間相互接觸會質(zhì)界面，通�？煞譃橥停╪-n 或 p-p）和異型（p-n）。大量文獻研究表比于單一組分材料，異質(zhì)界面的協(xié)同效應使得異質(zhì)結(jié)材料的性能更加優(yōu)越。對于 p-n 異質(zhì)結(jié)，兩種半導體材料費米能級的差異驅(qū)使 p 型半導體中的 n 型半導體中的電子進行擴散，直至兩種材料的費米能級達到平衡，進而面處形成電荷耗盡層、勢壘，如圖 1.2 所示[39]。.1 異質(zhì)結(jié)增強的氣敏機理異質(zhì)結(jié)構(gòu)的納米材料在氣敏中的應用非常廣泛，研究人員在此方面做了工作，并且提出了許多增強機理，主要包括電子效應(能帶彎曲[40, 41]、耗

圖 1.4 半導體光激發(fā)示意圖Figure 1.4 Schematics of photo-activation of a semiconductor強氣敏反應機理氣體傳感器的功函數(shù)由材料表面的各種電化學反應化物表面的相互作用而產(chǎn)生的光生電子-空穴對。圖感器中發(fā)生的表面反應的示意圖，其敏感機制可以由解釋[52]。當金屬氧化物半導體與空氣中的氧氣接觸形式吸附在材料表面，高溫下則形成離子化的氧吸.5 a 所示。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]紫外光驅(qū)動微納結(jié)構(gòu)薄膜的氣敏特性研究[J]. 蘇星松,周飛,許宗珂,李圓圓,段國韜.  電子科技大學學報. 2017(04)
[2]紫外光照下金屬氧化物薄膜氣敏特性研究進展[J]. 孫建平,惠春,徐愛蘭,劉宏偉.  電子元件與材料. 2005(07)



本文編號：3402035