氧分压影响SnO2气敏传感器响应的机理

本文报道了一种SnO₂气敏传感器敏感机理的新模型。SnO₂晶粒表面势垒由3个过程控制:(1)氧吸附(作电子受主)和脱附,(2)还原性气体吸附(作电子施主)和脱附,(3)表面氧化还原反应。据此可以很好地解释实验中发现的氧分压对气敏传感器响应的影响。     

氧分压影响SnO2气敏传感器响应的机理

本文报道了一种ＳｎＯ２气敏传感器感机理的新模型。ＳｎＯ２晶粒表面势垒由３个过程控制：（１）氧吸附（作电子受主）和脱附，（２）还原性气体附（作电子施主）和脱附，（３）表面氧化还原反应。据此可以很好地解释实验中发现的氧化压对气敏传感器响应的影响。     

SrTiO3氧气传感器的贵金属催化特性研究

对于SrTiO3氧气传感器,氧离子在材料表面的吸附控制着材料表面电导率的变化,所以吸附和脱附速率决定氧敏材料的响应时间.研究表明,贵金属作为表面催化剂,可加快气体分子的吸附和脱附速率,提高气敏元件的响应特性.该文在SrTiO3的n型掺杂基础上,加入贵金属Pd作为表面催化剂.实验结果表明,以Pd作为催化剂的样品,其响应时间缩短,接近气体传感器的实用要求.     

SnO_2基CO传感器敏感膜的电阻变化机理北大核心

应用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理,并借助Materials Studio软件中Castep模块建立了CO与SnO_2薄膜(110)面的吸附模型,最终确定了Pd掺杂的与纯净的SnO_2(110)面的最佳吸附位置分别为O_(2C)和Sn_(5C),吸附能分别为-1.842 5 eV和-0.533 3 eV。在此基础上,通过分析吸附体系电子态密度(DOS)及差分电荷密度的变化,阐明了SnO_2基CO气体传感器敏感膜的微观电阻变化机理及利用Pd掺杂能够改善气敏性能的原因。最后实验表明,Pd掺杂后SnO_2薄膜最佳工作温度由275℃降至200℃,灵敏度提高到30.1,验证了理论分析的结果。     

α-Fe_2O_3气敏传感器的研究

用共沉淀方法研制了掺SnO_2的α-Fe_2O_3气敏传感器试样,用X射线衍射研究了这种材料的结构,用扫描电子显微镜观察了烧结品的截面。发现这种材料基本上是由单相的α-Fe_2O_3的微晶粒所组成,试样表面呈多孔状。测量了在天然气、氢等气体中的灵敏度。提出了一个α-Fe_2O_3的气敏机理,用这个机理较完满地解释了在掺SnO_2的α-Fe_2O_3实验中所发现的有关现象。     

基于微加热板的三维SnO_2薄膜乙醇传感器

为了提高气敏传感器性能,设计并制备了玻璃基底的微加热板,包括加热电极和测试叉指电极(IDE),基于微加热板,利用聚苯乙烯(PS)微球作为掩模,使用多次光刻-剥离工艺制备三维多孔SnO_2薄膜传感器,研究了有无微球和微球直径对于传感器气敏性能的影响。采用扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)对多孔表面形貌进行观察和表征。通过测试不同条件制备的传感器对于乙醇气体的气敏性能,得到使用直径1μm微球作为掩模制备的传感器性能更好,在约220℃的工作温度下,对体积分数为10-4的乙醇气体有3.5的灵敏度,并对传感器的重复性和线性度进行了测试。     

掺杂纳米SnO2气敏传感器的研究进展

介绍了半导体气敏传感器的发展历史和掺杂纳米SnO2气敏传感器的特性与应用;详细分析了掺杂金属单质、金属氧化物和稀土元素对SnO2气敏性的影响,通过掺杂可以显著改善其对特定气体的灵敏度、稳定性和选择性等参数;利用元件表面的氧吸附理论分析掺杂纳米SnO2的气敏机理;展望了SnO2气敏传感器的发展前景.     

掺杂纳米SnO2气敏传感器的研究进展

介绍了半导体气敏传感器的发展历史和掺杂纳米SnO2气敏传感器的特性与应用；详细分析了掺杂金属单质、金属氧化物和稀土元素对SnO2气敏性的影响，通过掺杂可以显著改善其对特定气体的灵敏度、稳定性和选择性等参数；利用元件表面的氧吸附理论分析掺杂纳米SnO2的气敏机理；展望了SnO2气敏传感器的发展前景。     

薄膜型SnO_2气敏元件初探

本文介绍用射频等离子体激活化学汽相淀积SnO_2薄膜的方法,研究了SnO_2薄膜气敏元件对液化石油气和氢气的气敏效应,并对元件的检测机理作了一些探讨.     

一种新结构的气敏报警器

由于化学传感器一般存在脱附慢的特性，所以气敏报警器往往不能及时正确地反映环境的状况。本文提出了一种使用电路的方法来弥补传感器先天不足的缺陷，以缩短传感器的脱附时间。     

掺杂改善SnO_2甲醛气敏元件灵敏度特性的研究

用纳米SnO2制作了旁热式气敏元件。用掺杂方法提高SnO2甲醛气敏元件的灵敏度,掺杂剂包括Pd,Sb,Ti,Zr,Cu,Ag,Mn等。在SnO2气敏元件中分别掺杂质量分数2%Pd和2%Zr对提高元件灵敏度有显著效果。未掺杂SnO2、掺杂质量分数2%Pd和2%Zr的气敏元件对体积分数为5×10-5甲醛的灵敏度分别为1.33,2.38,2.08,但是掺杂在改善元件对乙醇的选择性方面作用不大。分析了掺杂改善SnO2气敏元件灵敏度的原理,当SnO2表面吸附还原性气体时,吸附气体提供电子,使半导体表层的导电电子数增加,引起电导率增加、电阻下降。吸附气体浓度越高,电阻率变化越大,元件灵敏度越大。     

Laser-induced desorption of atomic and molecular fragments from a tin dioxide surface modified by a thin organic covering of copper phthalocyanine

The systematic features of laser-induced desorption from an SnO₂ surface exposed to 10-ns pulsed neodymium laser radiation are studied at the photon energy 2.34 eV, in the range of pulse energy densities 1 to 50 mJ/cm². As the threshold pulse energy 28 mJ/cm² is achieved, molecular oxygen O₂ is detected in the desorption mass spectra from the SnO₂ surface; as the threshold pulse energy 42 mJ/cm² is reached, tin Sn, and SnO and (SnO)₂ particle desorption is observed. The laser desorption mass spectra from the SnO₂ surface coated with an organic copper phthalocyanine (CuPc) film 50 nm thick are measured. It is shown that laser irradiation causes the fragmentation of CuPc molecules and the desorption of molecular fragments in the laser pulse energy density range 6 to 10 mJ/cm². Along with the desorption of molecular fragments, a weak desorption signal of the substrate components O₂, Sn, SnO, and (SnO)₂ is observed in the same energy range. Desorption energy thresholds of substrate atomic components from the organic film surface are approximately five times lower than thresholds of their desorption from the atomically clean SnO₂ surface, which indicates the diffusion of atomic components of the SnO₂ substrate to the bulk of the deposited organic film.     

射频反应磁控溅射掺杂MWCNTs的SnO2薄膜NO2气敏传感器的研究

采用射频反应磁控溅射方法制备了氧化锡/多壁碳纳米管（SnO2/MWCNTs）薄膜材料,并在此基础上研制NO2气敏传感器。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SnO2材料,合成的SnO2/MWCNTs气敏传感器表现出对低浓度（甚至低于10ppb）的NO2气体有较高的灵敏度和较好的反应-恢复特性,并解释了该传感器的工作机理是基于pn结（P型MWCNTs和N型SnO2)作用的结果。     

纳米化SnO_2气敏材料的研究进展

二氧化锡(SnO2)是一种传统的n型半导体气敏材料,纳米化是改进和提高SnO2气敏特性的重要途径。对近几年来SnO2气敏材料纳米化的研究进行了介绍,主要针对几种典型的具有特殊形貌纳米结构的SnO2气敏材料合成方法和气敏特性等方面的研究成果进行了概述,并对这些特殊形貌纳米结构SnO2作为高性能气敏材料应用和发展的前景进行了展望。     

介孔SnO_2的制备及气敏性能研究

采用CTAB模板法制备了具有介孔结构的SnO2。通过小角X射线衍射,BET法对其进行了表征。采用静态配气法对介孔SnO2的气敏性能进行了研究。结果表明:随着煅烧温度的升高,介孔SnO2的比表面积从105.54m2/g降到38.11m2/g。通过延长陈化时间和进一步水热处理可以增加介孔SnO2材料的比表面积。气敏测试表明:在4.5V加热电压下,气敏元件对体积分数为50×10-6酒精蒸气有较好的气敏性能,灵敏度为9.4,响应-恢复时间均为8s。     

基于光表面等离子波共振的矿井瓦斯检测技术研究

针对矿井瓦斯检测中存在的问题,采用单芯光纤耦合的反射式光束偏转法检测技术,结合Ag/SnO2金属复合薄膜与瓦斯气体接触后发生气敏化学反应,将引起SnO2薄膜的折射率发生变化和等离子表面波共振角移动的性质,提出了一种新的瓦斯检测方法.该方法利用白光光源在覆有选择性气体吸附复合薄膜的表面激发表面等离子波,用单芯光纤耦合的反射式光束偏转法对所激发表面等离子波信息进行采集,并准确检测出环境中甲烷气体的体积分数;用最小二乘法对数据进行拟合,提高了检测精度.由仿真曲线证明,本瓦斯检测方法为瓦斯监测方法提供了一种新途径.     

Sb∶SnO2/SiO2纳米复合薄膜的光学及气敏特性

采用溶胶 凝胶 (sol gel)工艺制备了Sb∶SnO2 /SiO2 复合膜。通过原子力显微镜 (AFM )观察了薄膜样品的表面形貌 ,利用紫外 可见光谱 ,p 偏振光反射比角谱研究了复合薄膜的光学特性。结果表明 ,薄膜中的晶粒具有纳米尺寸 (～ 35nm)的大小 ,比表面积大 ,孔隙率高 ;薄膜的透光率高 ,可见光波段近 95 % ;其光学禁带宽度约 3 6 7eV。因此Sb∶SnO2 /SiO2 纳米复合膜可作为气敏薄膜的理想选择。通过对三种不同的气体C3 H8,C2 H5OH及NH3气敏特性的测试表明 ,Sb掺杂大大提高了SnO2 薄膜对C2 H5OH的灵敏度 ,纳米Sb∶SnO2 /SiO2 复合膜的气敏灵敏度高于纯SnO2 薄膜及Sb掺杂的SnO2 薄膜