PdPc-PANI雜化有機半導體膜及氣敏機理的研究.pdf

1、隨著人們對環(huán)保的日益重視，對毒氣傳感器的研究有重要意義。目前氣體傳感器主要是采用無機半導體法，它存在著方法復雜、成本高、精度低等問題；而有機半導體由于成本低、制膜工藝簡單、易與其它技術兼容、常溫下工作等優(yōu)點，已成為研究的熱點。聚苯胺(PANI)和金屬酞菁是其中的典型代表。 本課題以模板法合成了四取代對甲苯氧基酞菁鈀(PdPc)，按相關文獻合成了高氯酸(HCl04)摻雜PANI，并對兩種材料進行了相關的表征。采用微細加工技術及機械

2、掩膜技術制作了背面帶有加熱電阻的平板 Pt 電極。將兩種有機半導體材料以不同的比例混合雜化成(PANI)<,x>(PdPc)<,1-x>(0≤x≤1)，分別以涂膜工藝和蒸發(fā)鍍膜工藝在電極上成膜，制成氣體傳感器，對濃度為0.01％的NO<,2>、8O<,2>、NO、Cl<,2>進行氣敏測試，尋找氣敏性最好的有機半導體摻雜材料。測試表明摻雜比例 x=1/6的復合膜對多種氣體均有敏感性，而且靈敏性好。 通過掃描電鏡(SEM)對涂膜和蒸

3、發(fā)膜進行表征，從膜的微觀形貌和分子結構兩方面對敏感機理進行了分析。涂膜PdPc與PANI膜結構疏松，存在網狀氣孔；蒸發(fā)PdPc膜呈球狀晶粒局部互相嵌入分布，PANI膜呈針狀顆粒均勻分布，都存在氣孔。氣孔的存在有利于氣體的吸附和脫附。涂膜有序性差，膜厚，響應時間長，但是靈敏度高；蒸發(fā)膜分布均勻，膜薄，靈敏度低，但是響應時間短。此外，還討論了器件結構及檢測方式等因素對膜氣敏性能的影響，并對以后的發(fā)展前景給予了展望。 實驗數據表明其原