复合氧化物Fe2O3-SnO2 的气敏特性研究

1962年清山哲郎提出ZnO薄膜的气敏特性后,研究目标较集中于以ZnO,SnO_2,γ-Fe_2O_3和α-Fe_2O_3为基质的氧化物半导体陶瓷材料,并已有商品出售.氧化铁基气敏材料与氧化锌、氧化锡相比,它有无需添加贵金属催化剂便可达到实用气敏灵敏度的优点.我们也曾从催化活性、磁学性能和气敏特性等方面,对α-Fe_2O_3基气敏材料的气敏机制进行了研究,得到满意的结果.本文旨在探讨α-Fe_2O_3-SnO_2配比和氧化铁粒度与气敏性能间关系,并且也浅析了气敏机制,以期为此复合材料实用化提供依据.     

TiO2薄膜制备及其气敏特性

NO2是一种强毒性气体,本文利用了溶胶一凝胶法在硅片及陶瓷管上制备TiO2纳米薄膜,并探讨了在制备过程中不同的因素对薄膜成膜质量的影响。并用马弗炉对硅片及陶瓷管上制备的TiO2纳米薄膜进行不同温度的退火处理。对其分别进行XRD的分析,和原子力显微镜分析。利用气敏测试系统对不同的退火温度下的气敏元件进行测试。研制出工作温度低,气敏特性强,响应恢复特性好的基于TiO2的NO2气敏传感器。     

介孔SnO2气敏性能研究

为了改善传感器的气敏性能,采用溶胶-凝胶法合成了介孔SnO2,并研究了其气敏性能.研究表明:与纳米SnO2相比,介孔SnO2气体传感器具有较高的酒精、二甲苯响应,在100～150℃对甲醛的响应也大大提升.在100～ 150℃,干扰气体为甲苯和二甲苯时,介孔SnO2表现远远优越于纳米SnO2的酒精选择性.在100,150,350℃,干扰气体为甲苯时,介孔SnO2也具有优越的甲醛选择性.介孔SnO2的响应时间较短,但恢复时间较长.     

金属氧化物掺杂对TiO2气敏特性的影响

掺杂金属氧化物可显著提高TiO2的气敏这一特性，正逐渐成为研究的热点。本文综述了掺杂金属氧化物对TiO2气敏特性的主要影响及机理；总结了目前研究中所掺杂的十多种金属氧化物，并就各种掺杂物对TiO2气敏特性的作用进行了具体分析。     

一种便携式TiO2薄膜乙醇气敏传感器的研制

研制了一种适合于乙醇检测的新型TiO2基薄膜气敏传感器.敏感材料是采用直流磁控反应溅射法制备在Al2O3陶瓷管上的TiO2薄膜,薄膜经过退火处理(500℃、3 h)后,得到对乙醇蒸汽具有很好选择性和灵敏度的锐钛矿相TiO2,其最佳工作温度为270℃左右,响应时间2 s,恢复时间3 s.测量电路采用以ARM7为核的LPC2131微控制器实时监测电源电压,自动调整占空比,从而实现对加热温度的精确控制.通过测量敏感薄膜的电阻,并与乙醇气体浓度进行校准,最终显示被测气体的浓度.整个传感器采用低功耗设计,具备报警功能,同时提供了一个友好的用户界面.     

TiO3薄膜氧敏特性研究

金属氧化物如, 等随氧分压不同, 有改变电导率这一性质而被广泛地 用来制作氧敏传感器传统的传感器大多是体材并或厚膜材料, 工作时需加高温本文描 述的是薄膜材料与薄膜形成的肖特基势垒高度随氧分压不同而改变的氧敏现 象, 浏定了该肖特基二极管的氧敏特性, 并讨论了它的敏感机理     

镉、锡复合氧化物薄膜的气敏性能

以不同锡、镉比的CdO、SnO_2混合粉料作靶,采用直流溅射方法制得镉、锡复合氧化物薄膜。由XPS及SEM分别对薄膜的组成与形貌进行分析,并探讨了掺钯前后,Sn/Cd比、工作温度及气体浓度等对CdO—SnO_2混合溅射膜性能的影响。     

掺Pt的SnO2薄膜气敏特性研究

用直流磁控溅射法分别在si（111）基片及陶瓷基片上制备掺有Pt的Sn02薄膜,并进行500℃～700℃退火处理,对掺杂前后的薄膜进行XRD分析,测试各掺杂样品气敏特性。500℃退火后,掺杂样品对各种有机气体有较高的灵敏度,随着溅射时间的延长,气敏特性提高。700℃退火后,45min溅射的样品对氨气有很高的灵敏度和很好的选择性,最佳工作温度为220℃左右。随着掺杂时间延长,气敏特性降低。     

SnO2超微粒子薄膜的气敏特性研究

作者用自行设计的直流气体放电活化反应蒸发装置制备出平均粒径约为40nm的SnO_2超微粒子薄膜.研究了不同氧分压下所得SnO_2超微粒膜的形貌、结构和组成等特性,以及不同样品对各种易燃气体的气敏特性,得出了灵敏度随氧分压及灵敏度随工作温度的变化曲线.     

聚乙烯吡咯烷酮改进TiO2薄膜的可见光增强氧敏特性

室温下工作的半导体气敏材料是一个有吸引力的研究方向。本文以钛酸四丁酯和乙醇胺为主要原料,用溶胶-凝胶法在氧化铝陶瓷片上制备了一种TiO2气敏膜。在可见光照射下,这种气敏膜在室温附近就有明显的可见光增强氧敏性;通过不同溶胶体系的对比,溶胶中添加聚乙烯吡咯烷酮(PVP),烧结后的TiO2膜光增强氧敏性最好,但在添加PVP的同时再添加柠檬酸,则光增强氧敏性下降;扫描电镜下观察,添加PVP的溶胶烧结后获得一种多孔结构的TiO2膜;而不加PVP,或添加PVP的同时再添加柠檬酸的溶胶烧结后获得的是一种连续,致密和有微裂纹的的TiO2膜。对上述PVP促进多孔结构形成的机理进行了分析,最后对半导体可见光增强气敏性的原理和气敏材料改进的方法进行了简要的讨论。     

钼掺杂降低TiO2氧敏薄膜最佳工作温度研究

用直流反应磁控溅射法在陶瓷基片上制备出TiO2薄膜.并进行1100℃,2h的退火处理.配置钼酸铵溶液,利用浸渍法处理TiO2薄膜若干时间.取出后,进行500℃,3h退火处理.用气敏测试箱对制备出的TiO2薄膜的氧敏特性进行试验测试,发现对氧气有很好的敏感特性,比未经此项工艺处理的TiO2薄膜的最佳工作温度降低100℃,为300℃左右,并进行SEM测试,分析其表面结构,研究气敏机理.     

TiO_2系薄膜型氧敏材料的研究与发展综述

介绍了TiO2薄膜型氧敏材料的特性、氧敏机理及发展优势。就TiO2薄膜型氧敏材料的制备新方法和几种新型TiO2系薄膜以及相应的氧敏性能等重要方面进行了探讨,并对今后的研究与发展方向提出几点建议。     

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...     

TiO_2/V_2O_5双层薄膜的TMA气敏特性研究

报道了以TiCl4 和V2 O5为源 ,采用等离子增强化学气相沉积 (PECVD)和溶胶 -凝胶 (sol-gel)技术制备了TiO2 /V2 O5双层薄膜 ,将该薄膜沉积在带有金梳状电极的陶瓷管和硅片上 ,进行了X射线衍射(XRD)分析 ,并且测量其对三甲基胺 (TMA)的气敏特性。结果发现该双层薄膜对TMA具有高灵敏度、良好的选择特性和快速的响应恢复特性。     

喷墨打印制备的SnO_2薄膜的气敏特性

简介了喷墨打印制备薄膜技术的优势与特点,配制了SnO2前驱溶液墨水,并利用该技术在金叉指氧化铝基片上喷镀SnO2前驱溶液墨水,而制得了SnO2气敏薄膜元件。利用XRD分析了SnO2薄膜的晶体结构。通过控制喷打墨水的次数,方便地控制了最终薄膜的厚度。并初步探讨了喷墨打印次数对最终薄膜元件性能的影响。当薄膜只喷打一次时,具有极高的电阻值,而且灵敏度比较低。而随着喷打次数的增加,即薄膜厚度的提高,薄膜电阻也随之降低,并对乙醇具有较好的气敏性能。     

稀土Nd掺杂纳米ZnO薄膜气敏特性

研究了用真空气相沉积法在玻璃衬底上制备掺稀土Nd的ZnO薄膜的气敏特性,实验给出,经温度为500℃,时间为45min的氧化、热处理的掺Nd的ZnO薄膜的晶粒尺寸、结构特性均发生变化。随掺Nd质量分数的增大,薄膜的晶粒尺寸从53nm减小至20nm。经掺Nd(质量分数为4.96×10-2)后纳米ZnO薄膜对乙醇气体的选择性和灵敏性均得到明显的改善。在1.5×10-3体积分数的乙醇气体中最高灵敏度为34,相应的薄膜工作温度为200℃。     

PPy-CeO2复合薄膜柔性NO2传感器的制备与气敏特性研究

以吡咯(Py)单体为前驱液,六水合三氯化铁(FeCl3·6H2O)为氧化剂,通过化学氧化聚合法与自组装相结合工艺在柔性聚酰亚胺(PI)衬底上制备聚吡咯-二氧化铈(PPy-CeO2)复合薄膜.通过紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)、傅立叶红外光谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)及X射线衍射(XRD)、X射线电子能谱分析(XPS)对纯PPy和PPy-CeO2复合材料进行了表征分析,结果表明PPy-CeO2呈典型的核-壳结构.在室温条件下研究了纯PPy薄膜和PPy-CeO2复合薄膜对二氧化氮(NO2)的响应特性,结果表明,PPy-CeO2复合薄膜传感器显示出更优的响应特性,灵敏度为纯PPy薄膜传感器的12.6倍,且具有良好的重复性和选择性.最后讨论分析了PPy-CeO2复合薄膜传感器的NO2敏感机理.     

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。