隨著機(jī)器人、物聯(lián)網(wǎng)和人工智能等技術(shù)的快速發(fā)展,傳感器在現(xiàn)代社會(huì)中發(fā)揮著越來越重要的作用,是智能化系統(tǒng)感知世界的關(guān)鍵器件。氣體傳感器作為眾多種類傳感器當(dāng)中的一種,其作用是對(duì)環(huán)境中的氣氛變化進(jìn)行檢測(cè),氣體傳感器研究的核心問題是發(fā)展具有響應(yīng)速度快、靈敏度高、選擇性好及能夠長(zhǎng)期穩(wěn)定工作的新型傳感材料。金屬氧化物具有豐富的材料種類、多變的物理化學(xué)特性、微結(jié)構(gòu)易調(diào)控等優(yōu)點(diǎn),是氣體傳感器研究關(guān)注的重點(diǎn),在工業(yè)生產(chǎn)和環(huán)境檢測(cè)等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。本論文圍繞LaBaCo2O6(LBCO)和ZnO兩種金屬氧化物材料,重點(diǎn)研究了 LBCO單晶薄膜和ZnO納米棒陣列的氣敏性質(zhì),并通過所制作的氣體傳感器,探討了其探測(cè)還原性氣體的物理機(jī)制及潮濕環(huán)境的影響。此外,本工作研究還發(fā)現(xiàn)LBCO薄膜電阻具有非常大的溫度系數(shù),進(jìn)而探討了 LBCO單晶薄膜微型傳感器在真空測(cè)量方面應(yīng)用的可行性。本論文的主要研究?jī)?nèi)容及結(jié)果如下:(1)LBCO單晶薄膜的電學(xué)及氣敏性質(zhì):利用磁控濺射方法在(001)MgO單晶基片上外延生長(zhǎng)出具有鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的LBCO單晶薄膜,研究了環(huán)境溫度和還原性氣體對(duì)LBCO單晶薄膜電阻的影響。研究結(jié)果表明,LBCO...

【文章頁數(shù)】：124 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
1 緒論
    1.1 環(huán)境氣氛監(jiān)測(cè)相關(guān)的傳感器分類及研究現(xiàn)狀
        1.1.1 氣體傳感器
        1.1.2 空氣濕度傳感器
        1.1.3 真空壓力傳感器
    1.2 LBCO材料概述
        1.2.1 LBCO的基本性質(zhì)
        1.2.2 LBCO的應(yīng)用基礎(chǔ)研究
        1.2.3 LBCO薄膜的研究進(jìn)展
    1.3 ZnO納米材料概述
        1.3.1 ZnO納米材料基本性質(zhì)
        1.3.2 ZnO納米材料的應(yīng)用基礎(chǔ)研究
        1.3.3 ZnO納米棒陣列的制備與應(yīng)用
    1.4 本論文研究工作的基本思路
2 LBCO單晶薄膜的制備及其電學(xué)和氣敏性質(zhì)
    2.1 引言
    2.2 LBCO單晶薄膜的制備與表征
        2.2.1 LBCO單晶薄膜的制備工藝
        2.2.2 LBCO單晶薄膜的表征方法
    2.3 LBCO單晶薄膜的形貌與結(jié)構(gòu)
        2.3.1 LBCO單晶薄膜的厚度對(duì)形貌結(jié)構(gòu)的影響
        2.3.2 LBCO單晶薄膜的熱處理過程對(duì)形貌結(jié)構(gòu)的影響
    2.4 LBCO單晶薄膜的電學(xué)性質(zhì)及氣敏性質(zhì)
        2.4.1 LBCO單晶薄膜的電學(xué)性質(zhì)
        2.4.2 LBCO單晶薄膜的氣敏性質(zhì)
    2.5 本章小結(jié)
3 LBCO單晶薄膜微型傳感器的應(yīng)用基礎(chǔ)研究
    3.1 引言
    3.2 LBCO單晶薄膜微型傳感器的制作
        3.2.1 微型傳感器的基本結(jié)構(gòu)及技術(shù)指標(biāo)
        3.2.2 微型傳感器的制作工藝
        3.2.3 電極保護(hù)
    3.3 LBCO微型傳感器用于真空壓力測(cè)量
        3.3.1 真空傳感性能
        3.3.2 真空傳感器響應(yīng)機(jī)理
    3.4 LBCO微型傳感器用于還原性氣體檢測(cè)
        3.4.1 LBCO微氣體傳感性能
        3.4.2 載氣對(duì)傳感器電阻變化的影響
        3.4.3 氣體傳感器響應(yīng)機(jī)制探討
        3.4.4 水蒸氣對(duì)傳感器響應(yīng)特性的影響
    3.5 本章小結(jié)
4 周期性花狀ZnO納米棒陣列的合成及其光響應(yīng)行為
    4.1 引言
    4.2 ZnO納米花的制備與表征
        4.2.1 ZnO納米花的制備工藝及表征方法
        4.2.2 ZnO納米花材料的結(jié)構(gòu)與形貌
        4.2.3 ZnO納米花陣列的熒光光譜
    4.3 ZnO納米花陣列的光響應(yīng)行為
        4.3.1 ZnO納米花陣列光響應(yīng)的評(píng)價(jià)方法
        4.3.2 ZnO納米花陣列的光響應(yīng)特征
        4.3.3 氧氣分壓對(duì)ZnO納米花陣列光響應(yīng)的影響
        4.3.4 ZnO納米花陣列在光輔助下對(duì)乙醇的響應(yīng)特性
    4.4 本章小結(jié)
5 ZnO納米棒陣列的氣敏性質(zhì)研究
    5.1 引言
    5.2 平面基片上ZnO納米棒陣列的氣敏性能
        5.2.1 ZnO納米棒陣列對(duì)還原性氣體的響應(yīng)
        5.2.2 空氣濕度對(duì)ZnO納米棒陣列氣敏性能的影響
        5.2.3 ZnO納米棒對(duì)潮濕空氣的檢測(cè)
    5.3 圖形化基片上ZnO納米棒陣列的氣敏性能
        5.3.1 ZnO納米花陣列氣敏性能
        5.3.2 ZnO納米棒陣列的氣體響應(yīng)機(jī)制
    5.4 本章小結(jié)
6 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 創(chuàng)新點(diǎn)
    6.3 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間科研項(xiàng)目及科研成果
致謝
作者簡(jiǎn)介



本文編號(hào)：3797092