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(diǎn)之一，仍然面臨著諸多亟待解決的問(wèn)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(lái)，通過(guò)對(duì)傳統(tǒng)的傳感材料進(jìn)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(dòng)力。
　　 基于此，本論文探索對(duì)傳統(tǒng)的SnO2薄膜材料進(jìn)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(jiǎn)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(duì)傳感器檢測(cè)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(shí)，在干燥空氣中該Ce-SnO2薄膜傳感器對(duì)100 ppm丁酮存在最

3、高響應(yīng)靈敏度為181。此外，通過(guò)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(duì)丁酮有良好的氣敏性質(zhì)，在安檢系統(tǒng)和環(huán)境監(jiān)測(cè)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(duì)乙醇、

4、丙酮、四氫呋喃和丁酮等有機(jī)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(cè)限、迅速的響應(yīng)和恢復(fù)時(shí)間。
　　 三.通過(guò)簡(jiǎn)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(shí)驗(yàn)過(guò)程中影響產(chǎn)物形貌的反應(yīng)條件：反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)物濃度及配比等因素。運(yùn)用紫外光輻射法修飾繭形-La(OH)3納米材料并進(jìn)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