ZnO微結(jié)構(gòu)的合成、表面改性及其氣敏性研究.pdf

1、ZnO是一種禁帶寬度為3.37 eV的n型半導(dǎo)體氧化物，具有良好的電子遷移率和化學(xué)穩(wěn)定性。近年來，基于ZnO氣體傳感器的研究引起了廣大研究者的關(guān)注，并且通過貴金屬元素?fù)诫s改善傳感器的氣敏特性具有極其重要的作用，成為ZnO氣體傳感器研究的重點(diǎn)。
　　本文采用水熱法制備ZnO微結(jié)構(gòu)，并通過貴金屬氧化物進(jìn)行修飾改性進(jìn)而改善ZnO的氣敏特性。利用SEM、EDS、XRD和XPS對材料的形貌、結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征，采用CGS-1TP進(jìn)行氣敏性能測試，

2、通過分析得出以下結(jié)論:
　　(1)利用水熱法合成了棒狀ZnO微結(jié)構(gòu)，研究表明該ZnO為六方纖鋅礦結(jié)構(gòu)。氣敏測試結(jié)果表明，該傳感器的最佳工作電壓為5V，200 ppm甲烷的靈敏度為55.4％，最低檢測極限為1 ppm。
　　(2)不同濃度（0.1，0.25，0.5和1.0 wt％）的Pd元素對棒狀ZnO微結(jié)構(gòu)進(jìn)行摻雜，表征結(jié)果顯示，其微結(jié)構(gòu)的形貌沒有明顯的變化。無水乙醇?xì)饷魷y試結(jié)果表明:摻雜量為0.25 wt％的傳感器的氣敏特

3、性最佳，其在工作溫度和響應(yīng)/恢復(fù)時間（分別為325℃和10/7 s）方面明顯優(yōu)于純ZnO氣體傳感器（分別為400℃和17/24 s）。
　　(3)采用二步水熱合成法實(shí)現(xiàn)了不同濃度(0，0.5，1.0，3.0和5.0 wt％)Co元素對花狀ZnO微結(jié)構(gòu)的摻雜，表征結(jié)果顯示，摻雜后其形貌發(fā)生了明顯的變化。氣敏測試結(jié)果表明:Co摻雜的ZnO傳感器相較于CO和H2對甲烷具有最佳的選擇性，當(dāng)Co的含量為1.0 wt％時，器件的最佳工作溫度為