半导体SnO2纳米晶态粉体显微结构对气敏传感器性能的影响

用ＸＲＤ、ＳＥＭ手段分析了共沉淀工艺和水热合成技术制备的半导体ＳｎＯ２纳米晶态粉体及其厚膜陶瓷材料的显微结构,结果表明两种粉体的晶粒尺寸大约７ｎｍ,但两种粉体的ＸＲＤ照片差异较大。用水热合成技术制备的粉体其颗粒是由纳米晶粒团聚而成,颗凿尺寸大约３００ｎｍ左右,具有较大的表面活性,而具有较大的表面活性,而用共沉淀工艺制备的粉体,颗粒分布较宽,活性差。两种粉体的显微结构对厚膜陶瓷材料显微结构的形成和Ｓ     

SnO2气敏元件灵敏度及选择性的复阻抗分析

运用复阻抗谱方法,在不同浓度乙醇与汽油气体中,测试SnO₂厚膜气敏元件的电抗-频率关系曲线,由电抗的变化来标定元件的灵敏度．与以往的测试采用直流电参量标定灵敏度相比,复阻抗测试不仅提高了元件的灵敏度,而且显著改善了选择性．该结果表明复阻抗测试不仅反映元件在气体吸附或解吸时晶粒间界处晶界电阻的变化,也反映了晶界电容的变化,因而更能体现气敏机制的本质．     

Ni修饰层对SnO2薄膜气敏性能影响

采用磁控溅射技术在SnO2薄膜表面修饰金属Ni，研究Ni修饰量对SnO2薄膜气敏性能影响。对Ni-SnO2薄膜进行表面成分分析，发现Ni的表面含量和化学价态对Ni-SnO2薄膜气敏性能影响至关重要。Ni的表面修饰量在3．4％-8．8％之间将有效提高SnO2薄膜对低浓度氢气的敏感性能。180℃工作温度下，表面含Ni3．4％的SnO2薄膜对1000ppm的氢气灵敏度最高为59．6，同时响应时间和恢复时间降低至15s和125s。Ni修饰量增加到23．4％，薄膜的气敏性能恶化，这是因为修饰层过厚，阻碍气体与SnO2材料接触。同时，XPS证实NiO是增加SnO2薄膜气敏性能的主要物质，增敏机理解释为Ni氧化后形成的NiO在SnO2薄膜上形成p-n结，促进元件的电导变化，从而提高了薄膜的气敏性能。     

Interfacial Structure of Nanocrystalline SnO2 and SiO2-doped SnO2

Tindioxideisoneofthemostimp0rtantmaterialsforsens0rs.Inthisletter,theinterfacialstructuresofn-SnO2andn-Si-SnO2(d0pedwith5wtpctSiO2)samplespreparedbythesol-gelpr0cesshavebeenin-vestigatedbyX-raydiffraction(XRD),p0sitronlife-timespectr0sc0pyand119SnM6ssbauerspectr0scopy.Variati0nsofgrainsizeforn-SnO2andn-Si-SnO2sampleswithsinteringtemperatureshowthatthegrowthhastw0stageswithincreasingtempera-ture.Thecrystallizationtemperatureisab0ut5O0'C.Whenthesinteringtemperaturewaslowerthanthecrystall…     

蠕虫状SnO2纳米管的水热方法制备和光学性能研究

利用低温水热方法成功合成了一种蠕虫状多孔形SnO2纳米管.分别利用X射线衍射、扫描电子显微术和光致发光等方法研究了其结构、成分和光致发光性能.X射线衍射结果表明合成的SnO2纳米管为金红石型单相结构,扫描电子显微图像清晰显示生长的SnO2纳米管长度为2～10μm,直径约为300nm,壁厚约为20nm,壁上生长SnO2纳米颗粒结构.实验观察到样品在可见光范围内有一宽带光致发光谱,归因于氧空位和缺陷引起的发光.     

SnO2气敏元件烧结工艺与电性能关系的复阻抗分析

采用平面丝网印刷工艺制备SnO2厚膜气敏试样,分别在不同烧结温度和保温时间下于空气中烧成,测量试样的灵敏度和稳定性,并通过复阻抗分析方法,研究SnO2气敏元件烧结工艺和电性能的关系,探讨烧结工艺对敏感材料微结构的影响．结果表明,适当调整烧结工艺参数可以使元件既有较高的气体灵敏度又有良好的长期稳定性;复阻抗分析表明, 随保温时间延长, 试样的电阻--电抗曲线半圆弧的弥散角逐渐减小至零, 说明适当延长保温时间使晶粒间界处的弛豫时间分布趋向一致,晶界处晶粒的接触形态以及开口气孔和缺陷的分布等更趋均一和稳定．     

膜厚对SnO2厚膜型气敏器件灵敏度的影响

本文通过制备不同膜厚的纳米SnO₂厚膜型气敏器件试样,测量试样对乙醇气体的灵敏度和试样的阻温曲线并进行复阻抗分析,研究了试样的膜厚对灵敏度的影响．SnO₂纳米材料由化学沉淀法制备,采用平面丝网印刷技术制作不同膜厚的气敏试样．结果表明,试样膜厚在65μm左右对乙醇气体具有最大灵敏度．膜厚对灵敏度的影响可能与膜层的晶粒接触状态如接触面积、气孔率、气孔宽度和深度等发生变化有关．     

Hydrothermal synthesis of SnO2 hollow microspheres

SnO₂ hollow microspheres have been synthesized by a hydrothermal method. X-ray powder diffraction (XRD) and field-emission scanning electron microscopy (FE-SEM) were used to characterize such hollow microspheres. SEM image shows that SnO₂ microspheres with diameters of 0.5–1 μm are composed of SnO₂ nanoparticles with about 15 nm in diameter. Some broken microspheres indicate the hollow spherical structure. XRD shows that SnO₂ hollow microspheres have tetragonal structure.     

纳米晶Sr-Cr水合石榴石的水热合成与磁性研究

在相对温和的水热体系里合成出纳米品Sr－Cr水合石榴石，采用XRD、IR和XPS光谱图对产物进行了表征．结果表明，高溶解性的初始物和高浓度的矿化剂大大降低其晶化温度，并提高其结晶度．随温度升高，出现Sr十二面体最近邻的OH-断裂与分解过程，在空气或氧气中，还出现了Cr（Ⅲ）到Cr（Ⅳ）氧化过程．骨架离子Cr（Ⅲ）的价态变化直接决定着水合石榴石的分解过程及其产物的结构类型,低温磁化率测量表明Sr3Cr2（OH）12是顺磁性的；在该结构中出现了轨道角动量的完全猝灭．该结构中存在较高对称性的Cr－OH八面体．     

纳米晶Sr-Cr水合石榴石的水热合成与磁性研究

在相对温和的水热体系旦合成出纳米晶Ｓｒ－Ｃｒ水合石榴石，采用ＸＲＤ、ＩＲ和ＸＰＳ光谱图对产物进行了表征。结果表明，高溶解性的初始物和高浓度的矿化剂大大降低其晶化温度，并提高其结晶度。随温度升高，出现Ｓｒ十二面体最近邻的ＯＨ＾－断裂与分解过程。在空气或氧气中，不出现了Ｃｒ（Ⅲ）到Ｃｒ（Ⅳ）氧化过程。骨架离子Ｃｒ（Ⅲ）的价态变化直接决定着水合石榴石的分解过程及其产物的结构类型。低温磁化率测量表明Ｓｒ３     

Nanocrystalline SnO2 formation using energetic ion beam

Nanocrystalline tin oxide (SnO2) thin films grown by RF magnetron sputtering technique were characterized by UV-Visible absorption spectroscopy and Photoluminescence spectroscopy. From atomic force microscopic (AFM) and Glancing angle X-ray diffraction (GAXRD) measurements, the radius of grains was found to be approximately 6+/-2 nm. The thin films were bombarded with 250 keV Xe2+ ion beam to observe the stability of nanophases against radiation. For ion bombarded films, optical absorption band edge is shifted towards red region. Atomic force microscopy studies show that the radius of the grains was increased to approximately 8 +/- 1 nm and the grains were nearly uniform in size. The size of the grains has been reduced after ion bombardment in the case of films grown on Si. During this process, defects such as vacancies, voids were generated in the films as well as in the substrates. Ion bombardment induces local temperature increase of thin films causing melting of films. Ion beam induced defects enhances the diffusion of atoms leading to uniformity in size of grains. The role of matrix on ion beam induced grain growth is discussed.     

GIT插层材料微观结构及对SnO2基体气敏性能的影响

合成了具有微观层状结构的纳米级氧化石墨,并在100℃以下通过插层反应制备得氧化石墨插层SnO2(GIT),也具有层状结构;通过AFM、FE-SEM、XRD、DSC-TG对其形貌、微观结构、物相、热性能进行分析;在SnO2基体材料中掺入适量GIT插层材料,经过适当的热处理,制备GIT-SnO2复合气敏元件.气敏性能测试表明,材料具有较低的电阻,在200-300℃范围内对丁烷具有较高的灵敏度.     

纳米SnO2基气敏元件对甲醛气体的检测

采用溶胶-凝胶法制备了纳米SnO2粉末,利用X射线衍射仪(XRD)以及原子力显微镜(AFM)对材料的晶体结构及晶粒尺寸进行了表征.采用制备的纳米SnO2作为基底材料,掺杂纳米TiO2粉末(SnO2与TiO2的物质的量之比为9:1)以及少量的Ag+(物质的量百分比为0.2%～0.4%),以此材料制成气敏元件,检测了元件的甲醛气敏性能.结果表明:该元件在工作温度为300℃时,对200×10-6的甲醛具有较好的敏感性,在不同的工作温度下,元件表现出良好的气敏选择性.理论计算表明,气体分子轨道能量的差异是元件气敏选择性的定性因素.     

Kinetics of Interaction of Thick Nanocrystalline SnO2 Films with Oxygen

The microstructure effect on the rate of interaction between thick nanocrystalline SnO₂ films and oxygen is studied at different temperatures using in situ electrical conductivity measurements. The process kinetics are analyzed in terms of the diffusion–reaction model. The results suggest that the process rate is limited by the dissociation of ionized oxygen on the surface of crystalline SnO₂ grains.     

SnO_2复合薄膜甲烷气敏传感器研究进展

甲烷是具有稳定四面体分子结构的碳氢化合物,其键能大、分解困难且活性低,是煤矿安全生产的主要障碍及一种温室气体。SnO2半导体薄膜制备工艺简单、成本低廉、性能稳定,是甲烷传感器研发的主流气敏材料。科技人员进行了很多相关研究以提高传感器的性能,如新气敏材料的研究、催化剂/添加剂的使用、气敏机理的探索、传感器结构改进及气敏膜的表面修饰改性等。本文从气敏膜制备与改性、传感器结构设计及气敏机理研究三个方面,综述了近年来SnO2复合薄膜甲烷传感器的研究进展,结果表明:①应开发复合型金属氧化物半导体及高分子气敏材料,以提高灵敏度、选择性与稳定性;②研发微型智能传感器是未来发展的主要方向,而自组装技术应可用于制备金属氧化物半导体薄膜气体传感器微纳阵列;③气敏机理应与实验测试、材料设计及器件制备进行对照研究。     

SWCNT气体传感器的NO2气敏特性

为了提高NO2气体检测的灵敏度和速度,以单壁碳纳米管（SWCNT）为装配介质,采用介电电泳方法获得单壁碳纳米管场效应晶体管（SWCNT—FET）作为气体传感器检测装置,通过原子力显微镜（AFM）和扫描电子显微镜（SEM）表征,结果显示,利用介电电泳方法能够成功地把SWCNTs装配到芯片的源漏两极间;通入NO2气体前后电特性变化情况的测试结果表明,选择接入电场频率为2MHz,峰峰值电压10V,介电电泳持续时间10s时,制备出SWCNT—FET成功率高,通入NO2气体后的电导率增加三个数量级。利用紫外光持续照射10min,SWCNT上的气体分子解附,使气体传感器可重复利用。     

Preparation of Nanocrystalline Alumina under Hydrothermal Conditions

Thermodynamic analysis of phase equilibria in the Al₂O₃-H₂O system at temperatures from 120 to 380°C and pressures from 1 to 70 MPa is carried out, and the dehydration of aluminum hydroxide under hydrothermal conditions is studied experimentally. The results indicate that -AlOOH (boehmite), which commonly appears in experimental phase diagrams, is a nonequilibrium phase in these temperature and pressure ranges. The dehydration rate and mechanism are shown to strongly depend on the crystallinity of the parent aluminum hydroxide and the pressure in the hydrothermal system.__________Translated from Neorganicheskie Materialy, Vol. 41, No. 5, 2005, pp. 540–547.Original Russian Text Copyright © 2005 by Almyasheva, Korytkova, Maslov, Gusarov.     

SnO2纳米棒的制备及表征

在聚氧乙烯五醚（NP5）,聚氧乙烯九醚（NP9）,乳化剂（OP）和环己烷组成的微乳体系中制备二氧化锡前驱物.然后再经800～820℃焙烧2.5h,成功地制备了直径为30～90nm,长5～10μm的金红石结构的二氧化锡纳米棒,并用透射电子显微镜,电子衍射,X射线衍射对二氧化锡纳米棒的结构进行了表征.用熔盐合成机理对其形成进行了讨论,初步认为是成核、长大过程形成了二氧化锡纳米棒.