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文檔簡介
1、隨著時代的進步,人們越來越多地被環(huán)境污染所困擾,其中包括大氣污染,因此對氣敏傳感器的需求也應(yīng)運而生,希望能夠通過其監(jiān)測控制大氣中的有毒有害氣體,如NO2,CO,H2S,VOCs等氣體。到目前為止,從已發(fā)表的文獻中可以看出,用來構(gòu)建氣敏傳感器元件的半導(dǎo)體金屬氧化物材料更多的是n型半導(dǎo)體,而p型半導(dǎo)體作為氣敏材料被研究的文獻所占的比重較小。本文旨在研究以Co3O4為基材的異質(zhì)結(jié)構(gòu)的制備和氣敏性能。Co3O4作為一種典型的p型半導(dǎo)體,氣敏機理
2、與n型半導(dǎo)體不同,其載流子是空穴,因此在空氣中,半導(dǎo)體表面形成的是空穴累積層(HAL),而非電子消耗層(EDL)。
本研究選擇以N,N-二甲基甲酰胺(DMF)為溶劑、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)為犧牲模板在合適的紡絲條件(推進速度為0.0006 mm·s-1,板間距為20 cm,靜電壓為20 kV)下,利用簡易的靜電紡絲方法制備出SnO2@Co3O4 p-n異質(zhì)結(jié)的納米管,并也對其進行了一系列表征來研究所得產(chǎn)品的形貌和結(jié)構(gòu)。此外不
3、同SnO2含量的復(fù)合物對丙酮的氣敏性能進行了測試,發(fā)現(xiàn)復(fù)合物的氣敏性能明顯優(yōu)于純Co3O4,主要體現(xiàn)在復(fù)合物靈敏度的提高、操作溫度的下降和響應(yīng)時間的縮短。我們把氣敏性能的提高歸結(jié)于p型半導(dǎo)體Co3O4和n型半導(dǎo)體SnO2界面形成的p-n異質(zhì)結(jié)以及正向偏壓p-n結(jié)的數(shù)量。采用簡單的水熱法合成了海膽狀的、中空的Co(CO3)0.5(OH)·0.11H2O,并經(jīng)過400℃兩小時的煅燒得到Co3O4,并且通過掃描電鏡(SEM)、X射線衍射儀(X
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