ZnO纳米片/聚苯胺制备与紫外激发室温气敏性能

采用两步法制备氧化锌纳米片/聚苯胺(ZnO/PANI)复合材料,首先制备ZnO纳米片,然后以此为载体,通过苯胺单体的原位聚合得到最终产物。通过XRD、FTIR、FESEM、氮气吸附-脱附和紫外-可见漫反射对合成材料进行表征,研究了其紫外激发室温气敏性能,分析了可能的紫外激发气敏机理。结果表明,在紫外光激发下,ZnO/PANI复合材料实现了室温检测,乙醇浓度100×10~(-6)(体积分数)时,灵敏度较高达到17.6,响应和恢复时间均在30 s以内。     

新型NO2薄膜气敏元件的研究

采用射频反应磁控溅射方法制备了氧化钨/多壁碳纳米管(WO3/MWCNTs)薄膜材料,并在此基础上研制NO2气敏元件.采用X射线衍射仪(XRD)、X光电子能谱仪(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)来研究WO3/MWCNTs材料的表面形貌、表面化学状态、表面化学元素等材料特性.研究结果表明,MWCNTs已经掺杂进WO3材料,合成的WO3/MWCNTs气敏元件表现出对NO2气体有较高的灵敏度和较好的响应-恢复特性,并解释了该元件的工作机理.     

气敏元件的结构工艺研究

对几种工艺结构的氧化物半导体气敏元件进行对比,阐述了气敏元件的结构和工艺对气敏元件性能参数的影响。并介绍一种新型结构的氧化物半导体气敏元件。     

棒状氧化锌的“绿色”水热合成及其气敏性能

以ZnCl2为原料,P123为形貌控制剂,采用水热合成技术制备了棒状氧化锌。通过XRD、SEM和TEM对其物相和形貌进行了分析,并测试了气敏性质。结果表明:重复利用滤液,得到的氧化锌形貌一致,直径约300nm,长度约10μm,且在170℃左右对体积分数为0.001%的乙醇、氨气、丙酮和氢气等还原型气体均有很好的响应,灵敏度也相当。     

半导体气敏元件自动检测装置的研究

对气体传感器性能的检测，将直接影响到传感器的质量，应用和发展，只有把气体传感器的各项参数精确的测试清楚，才能可靠的发挥其作用，该装置通过配气系统和计算机测试系统对气敏元件的各项参数进行检测，从而大大提高了检测气敏元件的精密度。     

半导体气敏元件自动检测装置的研究

对气体传感器性能的检测,将直接影响到传感器的质量、应用和发展,只有把气体传感器的各项参数精确的测试清楚,才能可靠的发挥其作用。该装置通过配气系统和计算机测试系统对气敏元件的各项参数进行检测,从而大大提高了检测气敏元件的精密度。     

实现气敏元件高选择性的一种方法

本文提出一种提高半导体电阻式气敏元件选择性的新方法。这种方法的基本出发点是互补反馈原理。这种新型气敏元件的结构与原有的不同,由两种不同特性的敏感体组合而成,其组合方式可以是N-N,P-P,N-P等。文中给出了有关的理论讨论和在此理论指导下制作的高选择性乙醇气敏、丁烷气敏元件的实验结果,证明此理论是正确的。     

氧化钨基室温气敏传感器的研究进展

氧化钨(WO_3)基半导体气体传感器对NO_2等气体具有较好的气敏特性。为了将传感器工作温度降低至室温,研究者们尝试了各种方法,如合成新型纳米材料、紫外光和可见光照射等。主要介绍了近年来WO_3基气敏材料在室温条件下其气敏性能的最新研究进展,展现了近年来WO_3基室温气体传感器的最新研究成果。并提出通过合成具有p-n异质结构的材料、开发新型纳米结构、增加材料中氧空位浓度以减小材料带隙宽度有可能是WO_3室温气体传感器下一下阶段的研究重点。     

低温固态反应制备纳米钛酸锶粉体

以TiCl4和Sr(OH)2.8H2O为原料,采用低温固态反应法制备了钛酸锶纳米粉体。利用XRD和TEM对所制粉体进行了表征,研究了研磨时间、反应时间和反应温度对钛酸锶纳米粉体相结构的影响。结果表明:制备钛酸锶纳米粉体的最佳研磨时间、反应温度和反应时间分别是1h,40℃和5h。在该条件下制得的钛酸锶纳米粉体为纯立方相SrTiO3晶体,颗粒呈均匀方形,分散性较好,平均粒径为40nm左右。该低温固态反应的速度控制步骤为化学反应。     

BaCO3基低温共烧陶瓷基板工艺及性能分析

对用于封装的BaCO3基低温共烧陶瓷基板LTCC材料进行了研究,包括组分配制以及陶瓷制备工艺研究。对烧结后陶瓷的部分热性能以及力学性能进行了测试。结果表明:BaCO3基低温共烧陶瓷较为致密的密度在3.8～4.2g/cm3,在900℃烧结的陶瓷机械形变较小。     

氧化铜纳米棒的水热合成及其气敏性能研究

以Cu(NO3)2·3H2O为铜源,氢氧化钠为pH调节剂,CTAB为表面活性剂,在150℃下水热反应24h成功制备出氧化铜纳米棒。通过TEM,XRD对其进行了表征。结果表明:所制得的材料为具有单斜晶系的氧化铜纳米棒,其长度为300～500nm,直径为40～50nm。通过静态配气法,对其在不同工作温度下的气敏性能进行了研究。发现:采用p型氧化铜纳米棒所制得的元件在250℃下,对体积分数为50×10–6的氯气有较好的气敏性能,灵敏度为4.5,响应/恢复时间为8s/40s。     

Investigation of luminescence properties of ZnO nanowires at room temperature

The controllable growth processes of ZnO nanowires by evaporation of metal zinc with high purity and its luminescence properties have been investigated in detail. Firstly, the power of ZnO nanowires with high yield and homogeneous dimension was synthesized using the special quartz boat at 600 °C. Then, the oriented ZnO nanowires with about 20 nm diameter were synthesized by using a 90 nm-thick layer of ZnO nanocrystals on the Si substrate as the seed layer. Both fabrication processes are repeatable and no catalysts are necessary. Finally, photoluminescence (PL) spectroscopy for ZnO nanowires using an He-Cd laser line of 325 nm as the excitation source were measured at room temperature and both samples showed a sharp strong ultraviolet (UV) near-band edge emission. However, different UV peak positions (385 nm for ZnO nanowire powder, 377 nm for ZnO nanowire array) can be observed. The size confinement effect for excitons and carriers is proposed to explain the blue shift of the near-band edge emission with decreasing size and the native defects are responsible for the green emission.     

sol-gel法制备WO3电致变色薄膜的研究

采用正交实验设计方法,优化了钨粉过氧化聚钨酸sol-gel法制备WO3薄膜的配方,并且通过测定薄膜的物相结构、光透过率和循环伏安特性等研究了薄膜的电致变色性能。结果表明,制备WO3薄膜的最优配方为:钨粉(纯度为99.5%)6g、浓双氧水20mL、无水乙醇22mL、冰醋酸6mL。该配方所制备的薄膜具有非晶态结构,且薄膜在着色态、褪色态下的透过率之差达到50%以上。     

In2O3基气敏材料的催化性能及敏感机理研究

采用微反应器–气相色谱联用装置和气敏性能测试设备,评价了不同掺杂的In2O3材料对异丁烷的催化及气敏性能。研究表明:掺杂贵金属(Pd、Pt、Au等)可大幅度提高材料对异丁烷的催化活性,灵敏度也由2.99提高到4以上;而掺杂碱性金属氧化物则降低了材料的催化活性和灵敏度。材料的气敏性能和催化性能存在密切的关系。并浅析了材料的敏感机理。     

AlF3-MgF2-SiO2系低温共烧氧氟玻璃陶瓷性能研究

制备了AlF3-MgF2-SiO2系低温共烧氧氟玻璃陶瓷材料,用XRD、SEM和阻抗分析仪等分析其烧结特性、显微结构、介电性能以及与Ag电极浆料共烧等性能。结果表明:该材料可以在900℃烧结致密化,烧成后的样品具有低的介电常数(6.2)和介质损耗(<0.002)、较低的热膨胀系数(7.4×10–6/K)、较高的弯曲强度(220 MPa)和热导率[2.4 W/(m.K)],能够与Ag电极浆料共烧,是一种很有应用前景的低温共烧陶瓷基板和无源集成介质材料。     

Au nanoparticle modified flower-like ZnO structures with their enhanced properties for gas sensing

The flower-like ZnO (F-ZnO) synthesized by a solution approach was hydrothermally functionalized with Au nanoparticles (Au NPs). The Au coverage on the surface of F-ZnO was controllable by adjusting the Au concentration of the precursor. The gas sensing performance of the formed hybrid was systematically investigated. A Au-functionalized F-ZnO hybrid structure, combining excellent catalytic activity of Au NPs and efficient charge-transfer layer at the Au/ZnO interface, was demonstrated to possess the superior response to pristine ZnO. The optimal Au loading is 6 wt%, and its gas response is nearly 17 times higher than that of pristine ZnO and ~2.5 times higher than that of commercial ZnO functionalized with 6 wt% Au. Such a hybrid structure exhibits a great potential for gas sensing applications.     

BGSPTx系高温压电陶瓷的结构及性能

把BiGaO3作为第三组元引入BiScO3-PbTiO3(BS-PT)体系,用氧化物合成法制备了0.155BiGaO3-(0.845-x)BiScO3-xPbTiO3(BGSPTx,x为0.54~0.58)压电陶瓷。XRD分析表明,BGSPTx具有钙钛矿结构,但同时存在微量的富铋相。三方–四方准同型相界(MPB)位于x为0.56附近。在MPB附近,BGSPTx陶瓷的d33,kp和Pr都达到最大值,分别为180pC/N,30%和18.5×10–6C/cm2。εr-t特性曲线测试表明,陶瓷在MPB附近居里温度tC高达494℃。     

纳米ZnO基掺杂气敏元件阵列的制备与特性

以金属蒸气氧化法制备的纯纳米ZnO为气敏原料,通过丝网印刷技术在Al2O3基片上制得纯ZnO和掺杂ZnO的气敏元件阵列。结果表明,元件阵列具有低的功耗,纯ZnO气敏元件阵列在350~400℃对橙汁、可乐、酒精和汽油有较高的敏感性,灵敏度分别为2.9,2.9,53.5和43.4。通过Bi2O3+Cu2O的掺杂,可以降低纯ZnO的电导,并进一步提高气敏元件在250~350℃温度区间对汽油的敏感性。并对其气敏机理进行了探讨。