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...     

SnO2-La2O3复合膜/玻璃光波导气敏元件与性能研究

研制了掺有不同质量分数La2 O3的SnO2复合薄膜,并测定了该薄膜和各种挥发性有机物饱和蒸气接触前后的的吸光度变化,其中含有3.0%La2O3的SnO2薄膜在氯苯蒸气气氛中的吸光度变化较大.选用3.0%La2O3的SnO2复合薄膜作为敏感试剂固定在Sn掺杂玻璃光波导表面,研制出一种光波导气敏元件,并对氯苯蒸气进行了检测.室温下该敏感元件对于体积分数为4×10-6的氯苯蒸气有很明显响应.     

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。     

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.     

溶胶-凝胶法掺钛SnO2薄膜的气敏光学特性研究

采用溶胶-凝胶法在玻璃基片上制备掺钛SnO2薄膜,对不同掺杂浓度的薄膜进行XRD测试.在常温下对膜片在乙醇气氛中进行气敏光学特性测试.结果表明:掺钛薄膜在常温下对测试气体的反应时间比其他掺杂薄膜明显缩短,并且薄膜的灵敏度与掺杂浓度有关,10%掺钛SnO2薄膜的灵敏度在1800～2500nm波长范围保持在15%左右.     

Al2O3-La2O3共掺杂对ZnO纳米粉体气敏性能的影响

采用溶胶-凝胶法制备了ZnO和掺Al、掺La与Al—La共掺的ZnO纳米粉体。利用X射线衍射仪、透射电镜对材料的结构进行了表征：研究了不同掺杂对材料的气敏性能的影响。研究表明：发现Al或La掺杂均使ZnO对体积分数0．005％的Cl2的灵敏度有很大的提高,但Al-La共掺使ZnO的最佳工作温度从单掺的290℃降到200℃。     

气敏薄膜表面吸附结合能的宏观测量方法

在采用溅射方法制备的ZnO、SnO2/CeO2纳米平面气敏薄膜实验基础上,总结了气敏薄膜响应时间和恢复时间τc的宏观测量的特征时间次方规律.显微物理化学特性对研究气敏薄膜是十分必要却难以由微观直接测量获得,我们通过上述实验结果与气敏表面反应和表面吸附理论相结合,间接测量了气敏表面吸附结合能Ea这一微观特性,从而表明可以用宏观测量方法研究气敏薄膜的一些微观特性.     

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。     

纳米薄膜气敏技术发展与展望

目前,纳米薄膜气体传感器的发展趋势是提高灵敏度和工作性能,降低功耗和成本,缩小尺寸,简化电路.介绍SnO2、ZnO、TiO2等主要纳米薄膜气敏传感器研究现状.电子鼻依靠气体传感器阵列而组成,还介绍了装有电子鼻的机器人.     

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.     

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℃。     

Y沸石改善SnO2气体传感器性能的研究

为了改善气体传感器的敏感性能,分别采用SnO2外涂Y沸石的涂覆法和Y沸石与SnO2混合法,用Y沸石对SnO2气体传感器进行改性.用X-射线衍射(XRD)、电子扫描显微镜(SEM)对混合法制备的Y沸石/SnO2复合材料的结构和表面进行了表征与分析.将这两类敏感元件进行了VOC气体的气敏测试.结果表明,与纯SnO2相比,Y沸石与SnO2直接混合的复合材料提高了对丙酮的响应值,而对其他气体响应值基本不变;涂覆法制备的气敏元件不仅提高对丙酮的响应值,而且减小了对乙醇的响应值,对乙醇起到一定抑制作用.初步分析了Y沸石对SnO2气敏特性改善的机理.     

氧化锌纳米棒/单晶硅的酒精传感器研究

首先采用射频溅射在单晶硅(Si)上制备氧化锌(ZnO)薄膜,作为生长ZnO纳米棒的晶种层,再在水热条件下生长ZnO纳米棒.X射线衍射、X射线能量色散谱,扫描电镜及室温光致发光谱对样品的物相结构、成分、表面微观形貌和晶体缺陷进行了表征.结果表明合成的ZnO纳米棒是六方纤锌矿结构,长径比较高,结晶良好.研究了ZnO纳米棒/单晶Si传感器在空气和酒精气体中的电压-电流(Ⅰ-Ⅴ)特性,阻抗谱及响应-恢复时间.该传感器在+6 V的偏置电压下,其电阻在0.08 g/L酒精气体中下降71%,响应时间小于1 min,可以作为一种新型的酒精气体传感器.     

外磁场诱导Ni-ZnO型甲醛传感器气敏性研究

结合NiO和四针状纳米ZnO的优点,提出了利用平行和垂直气敏膜的磁场诱导Ni纳米颗粒在四针状纳米ZnO气敏膜中的分布来制备甲醛气体传感器的方法.介绍了制备方法,分析了对甲醛的敏感性及其气敏性机理,测试了在不同使用方式中的稳定性.实验结果表明:平行于厚膜表面的磁诱导5%的Ni掺杂ZnO厚膜具有较好的稳定性,同时,对甲醛具有最佳的气敏性和检测的重复性,以其作为甲醛气体探测器具有很好的前景.     

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。