金屬氧化物(SnO-,2-、La-,2-O-,3-)傳感材料的制備及其應(yīng)用研究.pdf

1、金屬氧化物半導(dǎo)體傳感器作為當(dāng)今科技前沿?zé)狳c之一，仍然面臨著諸多亟待解決的問題，提高傳感器性能依然是我們所追求的研究目標(biāo)。近年來，通過對傳統(tǒng)的傳感材料進行摻雜、修飾處理和開發(fā)新型傳感材料，為傳感器研究提供了新的發(fā)展動力。
　　 基于此，本論文探索對傳統(tǒng)的SnO2薄膜材料進行稀土元素?fù)诫s和制備具有介孔/大孔復(fù)合結(jié)構(gòu)的SnO2薄膜材料，并詳細(xì)地考察了薄膜的氣敏性質(zhì)，以獲得高性能的傳感器。此外，合成了一種形貌新穎的Au修飾的繭型-La2

2、O3納米材料，并發(fā)現(xiàn)該材料具有良好的催化發(fā)光性質(zhì)。本論文的主要內(nèi)容如下：
　　 一.采用簡單的和低成本的溶膠凝膠方法和薄膜蘸涂工藝制備了摻雜稀土元素Ce的SnO2敏感薄膜，系統(tǒng)地研究了薄膜傳感器的工作溫度、摻雜量、煅燒溫度、薄膜層數(shù)以及環(huán)境濕度對傳感器檢測丁酮性能的影響。研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)工作溫度為210℃、Ce的摻雜量為1 at％、煅燒溫度為500℃、薄膜層數(shù)為4層時，在干燥空氣中該Ce-SnO2薄膜傳感器對100 ppm丁酮存在最

3、高響應(yīng)靈敏度為181。此外，通過摻雜稀土元素Ce可以有效的降低SnO2薄膜傳感器的工作溫度，提高響應(yīng)靈敏度和改善選擇性。結(jié)果表明，該薄膜傳感器對丁酮有良好的氣敏性質(zhì)，在安檢系統(tǒng)和環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用前景。
　　 二.以碳質(zhì)納米粒子為模板，成功地制備了具有介孔/大孔復(fù)合結(jié)構(gòu)的SnO2薄膜。該復(fù)合孔結(jié)構(gòu)SnO2薄膜由較致密的大孔和納米介孔結(jié)構(gòu)組成，具有較大的比表面積和較小的晶粒尺寸。氣敏性研究表明：該SnO2薄膜傳感器對乙醇、

4、丙酮、四氫呋喃和丁酮等有機揮發(fā)性氣體表現(xiàn)出良好的氣敏響應(yīng)特性。此外，該傳感器具有一定的選擇性和較低的檢測限、迅速的響應(yīng)和恢復(fù)時間。
　　 三.通過簡單的水熱法，制備了由納米線纏繞組成的繭形-La(OH)3前軀體，并初步探討了實驗過程中影響產(chǎn)物形貌的反應(yīng)條件：反應(yīng)溫度、反應(yīng)時間、反應(yīng)物濃度及配比等因素。運用紫外光輻射法修飾繭形-La(OH)3納米材料并進行高溫煅燒，得到了Au修飾的繭形-La2O3納米材料。將其用于構(gòu)筑催化發(fā)光傳感