花狀ZnO納米管團(tuán)簇的制備及其氣敏性能研究.pdf

1、氧化鋅(ZnO)是一種重要的寬帶隙的半導(dǎo)體氧化物材料，為六角纖鋅礦結(jié)構(gòu)。納米ZnO具有優(yōu)異的光學(xué)、電學(xué)、光催化、氣敏等物理性能，在太陽(yáng)能電池、透明電極、光催化降解和氣敏傳感器等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。其中，ZnO納米薄膜氣敏傳感器制備成本較低，能滿足集成化、微型化、多功能化等要求，是未來氣敏傳感器的發(fā)展方向之一。但是由于其表面積小，使得探測(cè)靈敏度不高；需在高溫環(huán)境下工作，容易引起晶粒合并、孔隙率和晶界的變化，從而使穩(wěn)定性下降。針對(duì)ZnO納

2、米薄膜氣敏傳感器存在的問題，結(jié)合一維納米結(jié)構(gòu)具有高的比表面積，高的靈敏度和較低的工作溫度，本文主要工作是采用磁控濺射方法直接在氣敏元件（氧化鋁陶瓷）上沉積一層ZnO薄膜，其次通過兩步水熱法將ZnO籽晶生長(zhǎng)為花狀的ZnO納米管團(tuán)簇。對(duì)材料的微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行了系統(tǒng)表征，并對(duì)其對(duì)無水乙醇、丙酮、甲醇以及甲醛等氣體的氣敏性能進(jìn)行了研究。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴利用磁控濺射技術(shù)直接在氣敏元件（氧化鋁陶瓷）上沉積一層ZnO薄膜，作為種子層，結(jié)

3、合兩步水熱法將ZnO籽晶生長(zhǎng)為花狀的ZnO納米管團(tuán)簇。通過掃描電子顯微鏡(SEM)、x射線衍射(XRD)、透射電子顯微鏡(TEM)和選區(qū)電子衍射(SAED)表征分析顯示，花狀形貌的ZnO團(tuán)簇是由許多根納米管輻射發(fā)散自組裝形成的，ZnO納米管為六方纖鋅礦單晶結(jié)構(gòu)，沿[0001]方向高度擇優(yōu)生長(zhǎng)。并且根據(jù)晶體成核和生長(zhǎng)方向理論,對(duì)花狀ZnO納米管團(tuán)簇的生長(zhǎng)機(jī)理進(jìn)行了探討。⑵利用磁控濺射技術(shù)在前期制備的花狀ZnO納米管團(tuán)簇表面進(jìn)行物理氣相沉積