激光烧结纳米ZnO 气敏传感器制备及其气敏特性研究

以激光-感应复合加热法制备的纳米ZnO为原料，用激光烧结法制成的气敏传感元件，对乙醇、丙酮等五种挥发性有机化合物的敏感性进行了测定，同时又对所制成的传感元件作了SEM分析。实验表明，采用激光烧结的纳米ZnO较之电炉烧结的敏感度高，孔洞细小、孔隙率增多；且随着激光加工功率的提高，达到最大敏感度的温度却有所降低。     

热氧化纳米Zn制备ZnO厚膜及其气敏特性的研究

以激光-感应复合加热法制备的纳米Zn为气敏基料,以蒸馏水为粘结剂,用空气电阻炉在600℃氧化烧结2 h,在Al2O3陶瓷管上制备了旁热式厚膜气敏元件.然后进行了XRD检测和SEM电镜观察,以静态配汽法作气敏性能的测试.结果表明:ZnO形成了由纳米棒、纳米薄片组成的带空隙的厚膜,其颗粒形貌和膜结构能够承受气敏性能测试的温度冲击而保持稳定,对VOCs具有较好的气体敏感性.     

基于高灵敏度SnO_2纳米棒传感器的便携式酒精测量仪

设计了一款基于高灵敏度的单晶体SnO2纳米棒传感器,以高性能、超低功耗的单片机MSP430F135为控制核心的便携式精密酒精测量仪。阐述了高灵敏度的单晶体SnO2纳米棒传感器的特性,并给出了传感器测试电路。简单介绍了系统硬件电路的工作原理和软件实现流程。     

SnO2纳米棒一维纳米材料气敏特性研究

在NaCl KCl熔盐介质中,在610～760℃焙烧利用室温固相反应合成的SnO2纳米棒前驱物,成功制备了SnO2纳米棒.利用TEM、XRD和XPS对SnO2纳米棒形貌、成分进行了表征和分析,SnO2纳米棒直径为10～60 nm,长度从几百个纳米到十几个微米.以SnO2纳米棒为原料,分别制备了厚膜气敏元件,考察了其气敏特性.在工作温度为300℃左右时,660℃焙烧制备的SnO2纳米棒元件对乙醇具有较高的灵敏度、好的选择性和响应恢复特性.     

SnO_2纳米棒的乙醇气体敏感特性研究

在NaC l+KC l熔盐介质中,在660℃下对利用微乳技术制备的前驱物进行焙烧,成功合成了SnO2纳米棒。利用TEM,XRD对SnO2纳米棒形貌、成分进行了表征和分析,SnO2纳米棒直径为10~20 nm,长度从几百个纳米到几个微米。研究表明:以SnO2纳米棒为原料制备的厚膜气敏元件,对乙醇具有较高的灵敏度、好的选择性和响应-恢复特性。     

对超低浓度甲烷具有高气敏性的自组装型SnO2纳米棒气敏传感器

通过热蒸发SnO2和活性炭的混合粉末的自组装方式直接在Cr-Au梳状交叉电极上制备了一层SnO2纳米棒气敏层,从而研制出了SnO2纳米棒气敏传感器,经测试,发现此传感器对于浓度范围为2～5ppm的甲烷具有非常好的探测灵敏度,继而从气敏机制、自组装制备方式、SnO2纳米棒的比表面特性及SnO2纳米棒的尺度低于得拜长度等角度解释了此传感器对甲烷具有高气敏性的原因。     

α-Fe2O3纳米棒的制备及其丙酮气敏性能

在合成原料浓度较高的情况下,利用水热合成的方式制备得到了α-Fe2O3纳米棒,有效提高了水热合成纳米粉末的产量,利用超声处理的方式将团聚的α-Fe2O3纳米棒进行了有效分离,利用X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FTIR)和场发射扫描电镜(SEM)对样品进行了物相分析和形貌观察,测试这种纳米材料在不同温度下对丙酮的气敏性能,通过这种方法制备得到的气敏材料对丙酮具有良好的响应特性,具有工作温度低、检测极限低、选择性和稳定性良好等优势。     

基于多壁纳米碳管的传感器对甲苯的气敏性研究

传感器的基底为Al2O3,上面真空溅射了叉指金电极,在电极之间涂布微量多壁纳米碳管悬浊液,干燥后作为气敏膜.室温下测试电极暴露于甲苯气体前后的电阻变化,发现吸附了甲苯后电极的导电能力下降,且下降的幅度与被测甲苯浓度有良好的线性关系.该实验结果预示着多壁纳米碳管是一种良好的室温下检测甲苯的敏感材料.对该气敏响应的产生机理本文进行了一些初步的探讨.     

山东大学研制出ZnO气敏传感器

由山东大学蒋民华院士等承担的山东省科技攻关项目——纳米材料和器件的制备、表征及其应用，日前通过了山东省科技厅组织的技术鉴定。该课题首次利用多孔纳米固体研制出ZnO气敏传感器，成功解决了困扰传感器生产厂家多年的ZnO气敏传感器本征电阻过高和工作稳定性较差的问题。该项目研制的Ⅲ—Ⅴ族半导体纳米复合发光材料和氧化锌多孔纳米固体气敏传感器为国内外首创。     

Cd2+掺杂SnO2纳米棒的制备与特性研究

在微乳液中SnCl和CdCl的混合水溶液与KBH4水溶液的还原反应制备了Cd2 掺杂SnO2纳米棒前驱物.在NaCl KCl熔盐介质中,660℃焙烧前驱成功制备了Cd2 掺杂SnO2纳米棒一维纳米材料.利用TEM、XRD、XPS和H2-TPR对SnO2纳米棒形貌、成分和材料表面氧吸附特性、H2还原特性进行了表征和分析.SnO2纳米棒直径为10nm～20 nm,长度从几百个纳米到几个微米,Cd2 掺杂后的SnO2纳米棒材料中CdO的含量可达5%.TPR的结果表明,Cd2 掺杂SnO2纳米棒表面吸附大量的氧具有较好的氧化还原特性.以SnO2纳米棒为原料,制备了厚膜气敏元件,考察了其H2敏感特性.     

SnO2单晶体式气敏传感器制作方法

介绍一种改良的SnO2单晶体式气敏传感器制作方法,巧用加热老化工艺使传感器的气体灵敏度获得大幅提高,从而解决了一直存在的难题,拓宽了应用。此工艺不仅适用于氢、甲烷的检测,而且还同样适用于乙醇、丙烷、一氧化碳、氨气、氧气、水蒸汽等的检测。     

类积木状ZnO气体传感器的制备及其气敏特性研究

采用水热法合成了类积木状ZnO纳米结构,利用X射线衍射仪(XRD)、X射线能谱分析仪(EDS)和扫描电子显微镜(SEM)对制备的ZnO纳米结构的物相、化学组分及微观形貌进行了表征与分析。对基于ZnO纳米结构的气体传感器进行甲烷气敏特性测试,测试结果表明:该传感器的最佳工作电压为5 V,在该电压下对体积分数为200×10-6甲烷气体的灵敏度可高达55.4%,最低检测限为1×10-6。     

基于微接触印刷的ZnO紫外传感器特性研究

采用微接触印刷技术和水热生长方法在硅基底上实现了ZnO种子层的图案化转移与纳米线阵列的可控制备。利用X射线衍射(XRD)、能量色散谱(EDS)和扫描电子显微镜(SEM)等测试手段对制备的ZnO纳米线晶体结构、化学组分以及表面形貌进行了表征,并对制备的ZnO纳米线传感器进行了紫外特性测试。测试结果表明:随着紫外光强度的增加,传感器的光暗电流比和光响应度也随之增加。当紫外传感器偏压在4.5 V时,其光暗电流比为80.8,响应度可达4.05 A/W。     

基于环形微热板的ZnO微气体传感器设计

提出一种新型的设有环形结构微热板的硅基ZnO微气体传感器。利用ANSYS软件,将环形电极结构与传统的蛇形结构进行温度分布的模拟仿真,发现该结构能供给传感器更高的温度且中心温度分布均匀,进而解决了现有传感器功耗大的缺点。通过对RF磁控溅射ZnO薄膜的工艺摸索,得出了适宜作气敏薄膜的制备参数。该传感器在250℃下对（200-1000）×10-6CH4气体有很好的响应。     

ZnO纳米棒修饰的QCM气体传感器检测NH_3研究

主要介绍了ZnO纳米棒修饰的石英晶体微天平(QCM)气体传感器的制备与测试。采用两步法在石英晶振片表面制备直径为100 nm的ZnO纳米棒敏感膜,构成QCM NH3传感器。检测系统为自主研发的基于LabVIEW平台的QCM气体传感器频率测试软件。检测NH3的体积分数为5×10-6~50×10-6,响应时间均在10 s以内,最大频差值为10.9 Hz,响应最大频差值与NH3体积分数呈现良好的线性关系。室温条件下,ZnO纳米棒敏感膜可以完全实现吸附解吸过程,具有可逆性。该传感器性能稳定,响应灵敏,具有重复性。     

氧化锌基乙醇气体传感器研制及特性研究

利用水热法合成了不同形貌的ZnO基纳米结构气敏材料,利用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜 (SEM)对其进行了结构表征和分析。制备成旁热式气体传感器,测试了其对乙醇(C2H5OH)的气敏特性。实验结果表明：基于ZnO纳米花制作出的传感器比纳米球状传感器对C2H5OH具有更高的灵敏度,在200oC下对50ppm的C2H5OH灵敏度为34.7,是球状ZnO基传感器的1.7倍;两种ZnO基传感器对C2H5OH均表现出较好的重复性,在最佳工作温度下对C2H5OH的响应恢复时间均在15秒以内;最后对ZnO基C2H5OH气体传感器的气敏机理进行了讨论。     

Ethanol gas sensor based on Al-doped ZnO nanomaterial with many gas diffusing channels

ZnO nanomaterial with multi-microstructures is synthesized by using normal pressure thermal evaporation and then doped with different Al₂O₃ contents by grinding in an agate mortar. The as-prepared Al-doped ZnO nanomaterials are characterized by X-ray diffraction and scanning electron microscopy. The characterization results show that all the compounds are wurtzite with hexagonal structure and are well crystallized. Channels/connecting holes arising from many kinds of ZnO microstructures are abundant. Both annealing and Al₂O₃-doping contributes to an increase in the quasi-one-dimensional and tri-dimensional microstructures. The as-prepared Al-doped ZnO nanomaterials show excellent gas responses to ethanol. The sensing mechanism of the ZnO-based nanomaterials with multi-microstructures is further analyzed by using the Effective Specific Surface Model. Excellent sensitivity (200) companied with short response time (8 s) and recovery time (10 s) to 3000 ppm ethanol is obtained with a ZnO-based sensor with 2 at.% Al₂O₃ at the operating temperature of 290 °C after the sensor is annealed at 500 °C.     

Pd掺杂ZnO纳米线的乙醇气敏特性研究

研究以贵金属Pd作为掺杂剂的ZnO纳米线敏感元件的乙醇气敏性能。采用水热法在叉指电极上直接制备出具有c轴取向的ZnO多晶纳米线。用SEM,XRD和EDS分析手段观测了材料的微观结构,并对其乙醇气敏性能进行了测试。实验结果表明:对于体积分数为200×10-6的乙醇气体,Pd掺杂的ZnO纳米线在灵敏度(8.17)、工作温度(325℃)和响应恢复时间(15,8s)上优于纯的ZnO纳米线。最后,对Pd掺杂的气敏机理进行了讨论。     

光子晶体压力传感器研究

介绍了一种新型光子晶体压力传感器,利用压力使光子晶体带隙的变化特性制作压力传感器,提出了通过测量透射光的变化来测量压力的检测方法。结果表明:传感器的测量范围和灵敏度与构成光子晶体的材料特性有关,材料弹性模量小时,灵敏度高;2种材料的弹性模量和泊松比相差大时,测量范围小。该传感器体积小、重量轻。     

基于光子晶体光纤传感器的瓦斯监测系统

空芯带隙型光子晶体光纤以其独特的结构和导光机制,具有其它普通光纤无法比拟的优势,这种光纤传感器在气体检测方面灵敏度更高。设计了以这种传感器为检测元件,基于Zig Bee的无线传感器网络的瓦斯监测系统,实验测试结果与样本值比较表明:相对误差在10%以内,基本达到了实时在线监测瓦斯的目的。