稀土Nd掺杂纳米SnO_2薄膜气敏特性

用真空气相沉积法在玻璃衬底上制备纯SnO2和掺稀土Nd的SnO2薄膜,在500℃氧气气氛条件下进行45min热处理,获得良好的纳米SnO2薄膜和掺稀土Nd的SnO2薄膜。结果显示掺Nd和热处理使纳米SnO2薄膜的结构、导电性能得到一定的改善。掺Nd5%的SnO2薄膜对气体的选择性和灵敏性均得到明显的改善,其中,对丁烷的选择性、灵敏度最好,在体积分数为7.2×10-3时,灵敏度可达到340,但对乙醇、丙酮气体的敏感性较差。     

Ag掺杂的SnO_2酒敏薄膜敏感特性研究

采用非醇盐溶胶—凝胶工艺在A l2O3基片上旋转涂敷制得掺Ag的SnO2薄膜。原子力显微镜和扫描电子显微镜分析显示:薄膜晶粒呈球形,600℃热处理粒径为20 nm左右。热处理温度升高,晶粒尺寸增大。气敏性能采用静态法测试,掺Ag薄膜对体积分数为50×10-6乙醇和汽油气体的灵敏度分别为32.7和4.9,与未掺Ag薄膜的14.4和7.2相比较,提高了乙醇气体灵敏度,抑制了汽油气体灵敏度,使选择性得到改善。直流加热条件下,试样电阻和电容在老化初期变化较大,数天后趋于稳定,复阻抗分析表明:长期稳定性与晶粒间界处电阻和电容值的变化有关,来源于晶界势垒高度和势垒宽度的变化,其本质可能是直流偏压作用下晶界层中的离子迁移。     

SnO_2-ZnO复合膜特性研究

用真空蒸发的方法,在1.33×10-3Pa的真空中,蒸发SnO2,ZnO获得超微粒结构的SnO2-ZnO复合膜。当复合膜中ZnO质量分数为20%时,SnO2-ZnO复合膜对乙醇气体的灵敏度为40,膜的方电阻值也较低,为0.01×103Ω/□。复合膜经热处理后,其电学性能也得到改善,当温度t=600℃时,ZnO质量分数为20%的SnO2-ZnO复合膜热处理后,其膜对乙醇气体有较高的选择性,灵敏度为60。当t=400℃时,对掺有Sb2O5质量分数为450×10-6,ZnO质量分数为20%的SnO2-ZnO复合膜进行热处理,其方电阻仅为0.003×103Ω/□,具有优良的导电性能。     

稀土La掺杂SnO_2薄膜气敏特性

用真空热蒸发两步法在玻璃衬底制备SnO2和La掺杂SnO2薄膜。研究氧化、热处理工艺和La掺杂含量对SnO2薄膜结构、气敏特性的影响。结果显示:经T=550℃,t=45 min氧化、热处理后,得到n型金红石结构SnO2薄膜。适当掺La可改善SnO2薄膜结晶状况,掺La后SnO2薄膜对气体的选择性和灵敏性均得到明显的改善,在气体体积分数为1×10-2时,掺La(5%)的SnO2薄膜对乙醇的灵敏度为12;掺La(3%)的SnO薄膜对丙酮的灵敏度可达到14。     

CeO2掺杂对ZnO薄膜气敏特性的影响

ZnO薄膜进行CeO2掺杂,研究掺杂含量和热氧化对薄膜结构、表面、晶粒尺寸及气敏特性的影响.结果显示,用热蒸发制备的高纯Zn膜经500℃热氧化,获得c轴取向ZnO多晶薄膜.掺CeO2可抑制晶粒生长使颗粒细化平均粒径减小,同时改善了ZnO薄膜的体相化学计量比,Zn与O的比例从未掺杂时1∶1.28降到1∶1.191.XPS...     

La掺杂ZnO和SnO2薄膜的气敏特性

真空蒸发沉积薄膜再经热氧化获得n型掺La的ZnO和SnO2薄膜(玻璃衬底)研究掺La含量与热氧化工艺对薄膜的物相结构、表面形貌和气敏特性的影响.实验给出:掺La使薄膜表面颗粒细化,随La含量增加,ZnO,SnO2薄膜平均晶粒尺寸均增大.掺La可明显降低2种薄膜的气敏工作温度相比之下,掺La对ZnO薄膜的灵敏度改善明显优...     

Study on gas-sensing optical properties of SnO2 : Ti thin film prepared by sol-gel method

采用溶胶-凝胶(sol-gel)法制备掺钛SnO2薄膜,通过制备过程中变化不同质量分数的钛掺杂来制备3种不同质量分数(5％,10％,15％)的掺钛SnO2薄膜.在常温下对膜片在丙酮、甲烷气氛中进行气敏光学特性测试.结果表明:掺钛SnO2薄膜在常温下对不同的测试气体具有不同的反应,并且薄膜的灵敏度与掺杂量有关;质量分数为5％钛掺杂SnO2薄膜在丙酮气氛下的灵敏度在1300～2 500 nm波长范围保持在13％左右,而质量分数为15％钛掺杂SnO2薄膜在甲烷气氛下的灵敏度在1 700～2 300 nm范围内保持在7％左右.     

电子鼻在乙醇和丙酮、乙醇和苯定量分析中的应用

采用6个不同掺杂的纳米ZnO气体传感器组成的电子鼻和人工神经网络(ANN)实现了乙醇和丙酮、乙醇和苯的定量分析.研究表明,不同掺杂的气体传感器在二元可挥发有机物(VOCs)混合体系的测量中敏感特性存在一定的差异,同时混合气体种类对传感器敏感特性影响也不同.对乙醇和丙酮、乙醇和苯定量分析的标准偏差分别为8.9×10-6、7.8×10-6.     

溶胶—凝胶法制备掺钛SnO2薄膜的气敏光学特性研究

采用溶胶—凝胶(sol—gel)法制备掺钛SnO2薄膜,通过制备过程中变化不同质量分数的钛掺杂来制备3种不同质量分数(5%,10%,15%)的掺钛SnO2薄膜。在常温下对膜片在丙酮、甲烷气氛中进行气敏光学特性测试。结果表明:掺钛SnO2薄膜在常温下对不同的测试气体具有不同的反应,并且薄膜的灵敏度与掺杂量有关;质量分数为5%钛掺杂SnO2薄膜在丙酮气氛下的灵敏度在1300～2500 nm波长范围保持在13%左右,而质量分数为15%钛掺杂SnO2薄膜在甲烷气氛下的灵敏度在1700～2300 nm范围内保持在7%左右。     

ZnO-WO_3纳米复合氧化物的气敏性能研究

以纳米ZnO为原料掺入4种质量分数的纳米WO3,经不同温度烧结制作了ZnO-WO3纳米复合氧化物气敏元件,讨论了掺杂质量分数和烧结温度对材料的相组分和气敏性能的影响。研究表明:Zn-W-O敏感体系中,WO3等辅相对材料气敏性能的影响十分明显,与纯纳米ZnO比较,450℃烧结、掺入质量分数为30%的WO3的敏感材料对200×10-6体积分数的乙醇和苯的灵敏度分别达到150和16。由于WO3与ZnO的酸碱中心相互催化作用,致使ZnO-WO3复合氧化物有着优异的敏感性能。     

四烷氧基酞菁铜(Ⅱ)旋涂膜的气敏特性

设计合成了可溶性的四 a (2.2.4 三甲基 3 戊氧基)酞菁铜(C64H80N8O4Cu),利用旋涂技术制备了四 a (2.2.4 三甲基 3 戊氧基)酞菁铜旋涂膜,研究了配合物旋涂膜的红外光谱、电子吸收光谱、对NO2和乙醇蒸汽的敏感特性以及气敏机理。结果表明:可溶性的四 a (2.2.4 三甲基 3 戊氧基)酞菁铜可制得较理想的旋涂膜,与溶液相比较旋涂膜的电子吸收光谱明显变宽,且Q带的2个吸收峰分别红移了16nm和12nm。室温下配合物旋涂膜对较低体积分数NO2呈现出良好的气敏性,在NO2为1.0～5.0×10-6体积分数范围内表现出较好的线性关系,而薄膜对乙醇蒸汽响应的体积分数为3.0×10-5。动力学研究表明:四 a (2.2.4 三甲基 3 戊氧基)酞菁铜旋涂膜对气体的吸附和脱附分2个过程完成。     

基于纳米分子筛敏感膜类神经毒气传感器

研究了ZSM5分子筛膜对神经类毒剂沙林的相似物甲基磷酸二甲脂的敏感特性,并结合高灵敏的石英谐振微天平(QCM)研制了甲基磷酸二甲脂气体传感器。测试甲基磷酸二甲脂气体的体积分数分别为10-6,5×10-6,20×10-6的气体。研究表明:基于ZSM5纳米分子筛膜的传感器的检测灵敏度高,对气体体积分数为10-6甲基磷酸二甲脂气体的检测灵敏度为60Hz/10-6,比半致死浓时积低;传感器的响应与脱附时间较快,对气体体积分数为10-6甲基磷酸二甲脂气体的响应与脱附时间均为100s;对同体积分数丙酮气体进行了频率响应测试,对传感器的选择性进行验证。还研究了ZSM5分子筛对甲基磷酸二甲脂气体的脱附再生条件,发现经过200℃脱附,分子筛的再生能力可以得到较好的恢复.     

InAs薄膜Hall器件

利用分子束外延（ＭＢＥ）生长的高迁移率ＩｎＡｓ外延层成功制备了的薄膜Ｈａｌ器件。这种Ｈａｌ器件具有灵敏度高、温度特性好等优点。室温下的积灵敏度和电压相关的灵敏度分别为１１ｍＶ／ｍＡ·ｋＧｓ和４０ｍＶ／Ｖ·ｋＧｓ（灵敏度比相同掺杂的ＧａＡｓＨａｌ器件高５０％）。在（２０～７０）℃温度区域内，内阻温度系数和Ｈａｌ电压温度系数分别为８×１０－４／℃，－２×１０－３／℃（恒流驱动）和－３×１０－３／℃（恒压驱动）。     

Improving the ethanol sensing of ZnO nano-particle thin films—The correlation between the grain size and the sensing mechanism

ZnO and Sn doped ZnO (ZnO:Sn) thin films at various doping concentrations from 1 to 10 at.% were prepared by the sol-gel method for an ethanol sensing application. The Sn doping significantly influenced the film growth, grain size and response of the films. The XRD patterns showed that the hexagonal wurtzite structure of the ZnO film was retained even after the Sn doping. The crystallite grain sizes of the ZnO:Sn thin films at 0, 2 and 4 at.% were estimated by using the typical Scherrer's equation. The crystalline quality of the films at 6, 8 and 10 at.% of Sn was degenerated. Typical FESEM images demonstrated the different morphologies for the ZnO:Sn thin films at various Sn concentrations; many pores of various dimensions were observed depending on the doping level. A TEM analysis of the ZnO:Sn thin films at 0, 2 and 4 at.% was performed to verify the grain size. The optimum Sn doping level of ZnO:Sn thin film for ethanol sensing was estimated to be 4 at.%. The 4 at.% sample obtained the highest response to ethanol vapor in the 10-400 ppm level range at a low operating temperature of 250 °C. The sensing mechanism was explained by a variation in the sensitivity model from a neck-grain-boundary controlled sensitivity to a neck-controlled sensitivity. Our work demonstrates the ability to reduce the working temperature as well as to increase the response of ZnO thin film based gas sensors to detect ethanol, which would be of great merit for commercialized applications.     

掺杂三乙醇胺铜配合物的PVA复合薄膜/K+交换玻璃光波导器件检测SO2气体

三乙醇胺酮配合物气敏性研究发现,该配合物与二氧化硫气体作用时透光率发生变化。以此结果为依据在K 交换玻璃光波导表面固定三乙醇胺铜配合物掺杂的聚乙烯醇复合薄膜,研制出了二氧化硫气体传感元件,并在光波导传感检测系统中测定其传感特性。实验结果表明,本传感元件对低浓度(500×10-9～15×10-6)二氧化硫气体有良好的线性快速可逆响应,低浓度氯化氢、硫化氢、二氧化氮、氨气以及挥发性有机物蒸汽对二氧化硫气体的检测没有干扰,具有灵敏度和选择性高、可逆性好,结构简单和易制作等特点。