隨著國民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,居民對(duì)出行安全、居住品質(zhì)、空氣環(huán)境要求的不斷提高,對(duì)靈敏度高且抗干擾性強(qiáng)的乙醇、甲醛、NO₂等有毒有害氣體傳感器的要求越來越高。各類氣體傳感器中,半導(dǎo)體傳感器由于制作成本低廉、功耗低、靈敏度高和穩(wěn)定性強(qiáng)等特點(diǎn),一直是研究的熱點(diǎn)。氣敏材料是氣體傳感器的核心,而通過摻雜與復(fù)合提升氣敏材料的敏感特性是提升氣體傳感器性能的重要手段之一。In₂O₃是一種重要的氣敏材料,進(jìn)一步提高其敏感性也是行業(yè)內(nèi)不斷探究的重點(diǎn)問題之一。InN是一種新型的直接帶隙化合物半導(dǎo)體,具有較小的電子有效質(zhì)量、帶隙寬度與較大的電子遷移率,如果將InN和In₂O₃復(fù)合,通過優(yōu)勢互補(bǔ),理論上有可能開發(fā)出一種新型復(fù)合金屬氮氧化物氣敏材料,實(shí)現(xiàn)對(duì)有害氣體的高性能檢測。因此本文創(chuàng)新性地提出利用InN對(duì)In₂O₃進(jìn)行改性,以增強(qiáng)其氣敏響應(yīng)能力,構(gòu)建新型超高靈敏度的氣敏傳感器。本論文采取先氮化后氧化的材料生長工藝,制備出了不同形貌的納米InN-In_2<... 

【文章頁數(shù)】：130 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 研究的背景和意義
    1.2 氣敏傳感器
        1.2.1 復(fù)合型氣敏材料
        1.2.2 氣敏傳感器的類型與應(yīng)用
        1.2.3 平面型氣敏傳感器件的設(shè)計(jì)
    1.3 實(shí)驗(yàn)的主要設(shè)備和儀器
    1.4 氣敏材料的主要制備方法
        1.4.1 化學(xué)氣相沉積法
        1.4.2 磁控濺射法
        1.4.3 分子束外延法
        1.4.4 溶膠-凝膠法
        1.4.5 微乳液法
        1.4.6 模板法
        1.4.7 靜電紡絲法
        1.4.8 水熱法
    1.5 表征手段與測試方法
    1.6 論文研究的主要內(nèi)容
第2章 納米InN基底材料的制備與表征
    2.1 基底材料的制備
        2.1.1 納米In_2O_3材料的制備
        2.1.2 納米InN的制備
    2.2 基底材料的表征
        2.2.1 基底材料的XRD表征
        2.2.2 基底材料的SEM表征
        2.2.3 InN基底材料的EDS表征
        2.2.4 InN基底材料的TEM表征
        2.2.5 InN基底材料的XPS表征
        2.2.6 InN基底材料的PL表征
    2.3 本章小結(jié)
第3章 松枝狀I(lǐng)nN-In_2O_3的制備及其乙醇?xì)饷籼匦匝芯?br>    3.1 松枝狀I(lǐng)nN-In_2O_3材料的制備
    3.2 松枝狀I(lǐng)nN-In_2O_3材料的表征
        3.2.1 松枝狀I(lǐng)nN-In_2O_3的XRD表征
        3.2.2 松枝狀I(lǐng)nN-In_2O_3的SEM表征
        3.2.3 松枝狀I(lǐng)nN-In_2O_3的EDS表征
        3.2.4 松枝狀I(lǐng)nN-In_2O_3的TEM表征
        3.2.5 松枝狀I(lǐng)nN-In_2O_3的XPS表征
    3.3 松枝狀I(lǐng)nN-In_2O_3 的氣敏性能測試
        3.3.1 最佳工作溫度測試
        3.3.2 不同濃度氣體靈敏度測試
        3.3.3 氣體響應(yīng)-恢復(fù)特性測試
        3.3.4 氣體選擇性測試
        3.3.5 可重復(fù)性測試
        3.3.6 氣敏性能比較
    3.4 松枝狀I(lǐng)nN-In_2O_3的乙醇?xì)饷籼匦詸C(jī)理分析
    3.5 本章小結(jié)
第4章 瓶狀I(lǐng)nN-In_2O_3的制備及其甲醛氣敏特性研究
    4.1 瓶狀I(lǐng)nN-In_2O_3材料的制備
    4.2 瓶狀I(lǐng)nN-In_2O_3材料的表征
        4.2.1 瓶狀I(lǐng)nN-In_2O_3的XRD表征
        4.2.2 瓶狀I(lǐng)nN-In_2O_3的SEM表征
        4.2.3 瓶狀I(lǐng)nN-In_2O_3的EDS表征
        4.2.4 瓶狀I(lǐng)nN-In_2O_3的TEM表征
        4.2.5 瓶狀I(lǐng)nN-In_2O_3的XPS表征
    4.3 瓶狀I(lǐng)nN-In_2O_3的氣敏性能測試
        4.3.1 最佳工作溫度測試
        4.3.2 不同濃度氣體靈敏度測試
        4.3.3 氣體響應(yīng)-恢復(fù)特性測試
        4.3.4 氣體選擇性測試
        4.3.5 濕度與靈敏度關(guān)系測試
        4.3.6 可重復(fù)性測試
        4.3.7 氣敏性能比較
    4.4 瓶狀I(lǐng)nN-In_2O_3的甲醛氣敏特性機(jī)理分析
    4.5 本章小結(jié)
第5章 腔體InN-In_2O_3的制備及其NO_2氣敏特性研究
    5.1 腔體InN-In_2O_3材料的制備
    5.2 腔體InN-In_2O_3材料的表征
        5.2.1 腔體InN-In_2O_3的XRD表征
        5.2.2 腔體InN-In_2O_3的SEM表征
        5.2.3 腔體InN-In_2O_3的EDS表征
        5.2.4 腔體InN-In_2O_3的TEM表征
        5.2.5 腔體InN-In_2O_3的XPS表征
    5.3 腔體InN-In_2O_3 的氣敏性能測試
        5.3.1 最佳工作溫度測試
        5.3.2 不同濃度氣體靈敏度測試
        5.3.3 氣體響應(yīng)-恢復(fù)特性測試
        5.3.4 氣體選擇性測試
        5.3.5 可重復(fù)性測試
        5.3.6 氣敏性能比較
    5.4 腔體InN-In_2O_3的NO_2氣敏特性機(jī)理分析
    5.5 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
在學(xué)期間所取得的科研成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
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[7]基于靜電紡絲技術(shù)的功能性纖維材料的制備及性質(zhì)研究[D]. 劉運(yùn)時(shí).濟(jì)南大學(xué) 2016
[8]基于激光調(diào)制NO2檢測系統(tǒng)的研究[D]. 李金艷.深圳大學(xué) 2016
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[10]基于MoS2/InN異質(zhì)結(jié)納米材料的制備及H2檢測性能研究[D]. 劉敏.西南科技大學(xué) 2017



本文編號(hào)：3713292