稀土摻雜中空氧化銦納米材料的制備及其氣敏性能研究.pdf

1、氧化銦半導(dǎo)體傳感器因其優(yōu)異的氣敏性能，已廣泛的應(yīng)用于目標(biāo)氣體的監(jiān)測和報警中。半導(dǎo)體納米材料的形貌、結(jié)構(gòu)和組成直接影響著材料的性能，本文中采用硬模板法合成了具有中空結(jié)構(gòu)的氧化銦納米材料，再對其進(jìn)行稀土元素?fù)诫s，以提高氧化銦氣敏材料的性能。論文的主要工作內(nèi)容如下:
　　 1、以葡萄糖為原料水熱法合成不同尺寸的碳球，再以此為硬模板制備了不同形貌的氧化銦納米球，并測試了其對乙醇的氣敏性能，結(jié)合氣敏機(jī)理研究了氣敏元件性能差異的原因。結(jié)果表

2、明:直徑約為300nm的氧化銦空心球?qū)σ掖嫉臍饷粜阅茏罡?，原因可能是其具有高的比表面積(43.704m2/g)和多孔結(jié)構(gòu)，可提供更多的活性位點，有利于增強氣體與表面的相互作用。
　　 2、以碳球為模板合成了稀土元素(RE=Er、La、Yb、Ce、Y、Eu)摻雜的中空氧化銦納米球，研究了其對乙醇的氣敏性能。結(jié)果顯示Er3+、La3+和Yb3+的摻雜明顯提高了氧化銦氣敏元件對乙醇?xì)怏w的靈敏度，其中Er3+、La3+的摻雜降低了元件的

3、工作溫度，并且所制備的稀土摻雜氧化銦氣敏元件具有較短的響應(yīng)/恢復(fù)時間，對乙醇具有高的選擇性和較好的穩(wěn)定性。結(jié)合乙醇?xì)饷魴C(jī)理和XPS數(shù)據(jù)解釋其氣敏性能提高的原因，可能為Er3＋、La3＋、Yb3+的摻雜使得氧化銦出現(xiàn)了大的晶格變形，以及與In3+之間的電子相互作用，使得材料表面存在著更多的吸附氧可以參與到與乙醇的反應(yīng)中，從而提高了氣敏元件對乙醇的響應(yīng)。
　　 3、以碳球為模板合成了不同鉺摻雜量的中空氧化銦納米球，研究了鉺的摻雜量對