用Mssbauer谱研究Zn_2SnO_4的湿敏机理

本文用 Mssbauer 谱学方法,对半导体陶瓷 Zn_2SnO_4的湿敏机理做了分析,得出结论:Sn 原子对Zn_2SnO_4的湿敏机理是有贡献的,Zn_2SnO_4湿敏机理是电子离子混合型传导,作为湿敏机理分析方法,M(?)ssbauer 谱是比较合适的。     

SnO_2半导体气敏元件及应用

文中报导了以SnO_2为基体,掺以In_2O_3等物质,用烧结法制备N型半导体气敏元件的工艺过程。由实验方法得出这种气敏材料的最佳配方为SnO_2:In_2O_3:TiO_2:Pt石棉=0.75:0.1:0.05:0.1。SnO_2是用Sn(OH)_2沉淀分解法制备的。使用前在750℃下热处理2小时。并对所制备的元件进行了加热电流、回路电压、掺杂剂等对元件灵敏度影响的特性试验。所做元件用在检测可燃性气体的气敏检漏仪上。对氢的定量检测进行了研究,所得数据和其它氢气分析仪器做了比较,结果表明,用所制的SnO_2为基体的气敏元件定量测定氢是有可能的,但须要进一步完善。     

Cd2SnO4水热制备及其气敏性能研究

以SnCl4.5H2O、CdCl2·1/2H2O和NaOH为原料,采用水热法制备了Cd2SnO4粒子。通过XRD和SEM对其物相和形貌进行了分析,并将其制成气敏元件,进行气敏性能测试。结果表明制得的Cd2SnO4粒子为多面体,对乙醇、丙酮和三乙胺有较高的灵敏度和好的响应-恢复特性。     

MO—PECVD SnO2—x气敏薄膜

以金属有机化合物(MO)四甲基锡[sn(CH_3)_4]为源物质,利用等离子体增强化学气相沉积技术,分别在单晶硅片、三氧化二铝陶瓷基片上淀积了纯净的SnO_(2-x)薄膜,对淀积的一些工艺条件,膜的结构、成分和薄膜元件的气敏性能进行了研究,并与普通PECVDSnO_(2-x)薄膜元件的气敏性能作了比较,对SnO_(2-x)膜的气敏机理作了探讨。     

磁控反应溅射SnO2薄膜的气敏特性

报导了对圆形平面靶直流磁控反应溅射生成的SnO_2薄膜的实验测试和对实验结果的分析。研究结果表明,SnO_2薄膜对一些有毒气体或可燃性气体有强的气敏效应和良好的选择性。对SnO_2薄膜的掺杂可大大改变气敏元件的灵敏度、选择性和工作温度。本文还对其工作机理进行探讨及提出可能的解释。     

等离子体化学气相淀积SnO_2气敏材料

用等离子体激活的化学气相淀积(PCVD)方法在比表面大的多孔玻璃上淀积纯 SnO_2,得到稳定性好、工作温度低及选择性较好的气敏薄膜元件。研究了该元件对 H_2、C_2H_5OH、LPG(液化石油气)等气体的气敏效应,对元件的检测机理作了一些探讨,并与用烧结法制备的元件的气敏性能进行了比较。     

SnO_2/Fe_2O_3多层结构薄膜型气敏元件的研究

本文报导了采用等离子体增强化学气相淀积(PECVD)方法制备 SnO_2/Fe_2O_3多层薄膜气体敏感材料及敏感元件的性质。所研制的多层薄膜在保持对乙醇有较高的灵敏度及较好的响应恢复时间的同时,其稳定件较单层膜有明显地改善。乙醇和汽油的分离倍数达10左右,对其它气体分离倍数更高。研究表明所制备的 SnO_2/Fe_2O_3薄膜材料可用于开发新型气敏元件。     

微乳液法纳米SnO2材料的合成、结构与气敏性能

本文研究了由阴离子表面活性剂组成的微乳液在纳米SnO_2气敏材料合成中的应用,研究了阴离子表面活性剂类型及肋表面活性剂对纳米SnO_2材料平均晶粒度的影响．实验结果表明：由AES或K_(12)和丁醇组成的微乳液可得到平均颗粒尺寸＜20nm,平均晶粒度只有6nm左右的均分散SnO_2,用这种材料制成的气敏元件无需掺杂即具有较高的气体灵敏度．     

g-C3N4/SnO2异质分层结构的水热合成及其气敏性能研究

采用一步水热法合成了不同比例(0,1%,3%,5%,7%,9%(质量分数))异质分层结构的g-C_3N_4/SnO_2复合材料。利用X射线衍射(XRD)、红外光谱(FT-IR)、拉曼光谱(Raman)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描(SEM)和透射(TEM)电子显微镜、BET比表面积测试和发致发光光谱(PL)对材料的晶体结构、形貌、化学组成和光学性能进行了表征。将制备的复合材料应用于气体传感器,对乙醇进行气敏性能测试。结果表明,复合5%(质量分数) g-C_3N_4的SnO_2气体传感器的最佳工作温度为270℃,对40×10~(-6)乙醇的灵敏度达到77.5,是纯SnO_2气体传感器的灵敏度的8.4倍。最后,对复合材料g-C_3N_4/SnO_2的气敏性能优化机理进行了分析讨论。     

超微粒氧化铁的气敏特性

采用“络合-中和沉淀”法制备超微粒氧化铁(d=10-20nm)。研究了超微粒氧化铁气敏材料的结构与性能之间的关系,以及 RE_2O_3和 SnO_2的掺杂效应。提出了一种对可燃性气体具有较高灵敏度的不含贵金属的新型气敏元件,并对其气敏机制作了初步探讨。     

利用Sb掺杂提高SnO_2基热线型气体传感器响应值

以SnCl_4·5H_2O和SbCl_3为前驱体,采用共沉淀法制备了Sb掺杂SnO_2纳米复合材料(ATO),并用X射线和扫描电镜对粉末进行了表征。考察了Sb掺杂对SnO_2基热线型气体传感器的气敏性能影响,并分析了气敏机理。结果显示:6%Sb掺杂的ATO材料粒径减小至3.5nm,Sb的掺杂抑制了SnO_2材料晶粒的生长;Sb掺杂能有效提高SnO_2基热线型气体传感器响应值,6%Sb掺杂使SnO_2基传感器对0.1%H_2的最佳响应值从115mV提高到了435mV;工作电压为3.5V时,响应和恢复时间分别小于10和30s。机理分析表明:Sb掺杂降低了SnO_2气敏材料的电阻,从而提高了SnO_2基传感器的响应值。     

Ni掺杂SnO_2气敏材料优化设计及对低浓度甲醛气敏性能研究

甲醛是室内空气污染的主要气体,严重危害人的身体健康。SnO_2是目前在气体传感器上应用较多的气敏材料。通过一步水热法成功制备了不同Ni掺杂SnO_2立方体。采用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和紫外可见漫反射光谱仪(UV-Vis DRS)等表征手段对材料的形貌和结构进行分析,并以室内污染气体甲醛为目标气体对其气敏性能进行了研究。结果表明,Ni掺杂可以有效地改善SnO_2基气体传感器的气敏性能,最佳掺杂浓度为4%(原子分数),进一步掺杂不利于SnO_2气敏性能的提高。从材料的结构和表面缺陷方面对Ni掺杂改善SnO_2的气敏机理进行了分析。Ni掺杂增加了SnO_2材料的比表面积,为气体分子提供了更多的孔洞和间隙,有利于气体分子的吸附和脱附;同时,Ni掺杂降低禁带宽度,产生了更多氧缺陷,从而降低了工作温度并有利于吸附氧的产生,优化了SnO_2的气敏性能。     

二氧化锡基气敏材料研究进展

在众多可应用于气敏传感器的金属氧化物材料中,SnO_2半导体是应用范围最为广泛的金属氧化物之一。现今对于SnO_2基气敏材料的性能改良主要通过两种手段:一是掺杂法,通过与不同的材料复合,制备复合金属氧化物;二是SnO_2纳米材料的制备,控制制备不同形貌的纳米材料。总结了SnO_2纳米材料的制备方法,以及不同材料掺杂形成的SnO_2基气敏材料,详细描述了各种复合材料的制备方法、形貌特点和气敏性能,并展望了未来SnO_2气敏材料的发展方向。     

sol-gel法制备的SnO_2-TiO_2厚膜及其气敏特性研究

采用sol-gel法,以钛酸丁酯、四氯化锡为前驱体制备了不同掺杂量的Sn O2-Ti O2纳米粉末,样品经300,500,700和900℃退火后,利用浸渍提拉法,在Al2O3陶瓷管表面制备了Sn O2-Ti O2厚膜。通过XRD和SEM对制备的纳米粉末的物相、形貌进行表征,静态配气法对其气敏性能进行测试,并结合分子轨道理论探讨了气敏机理。实验结果表明,经700℃退火的4%(原子分数)掺杂的Sn O2-Ti O2气敏元件,对乙醇气体具有很好的选择性,在工作温度为63℃时,对乙醇气体的灵敏度可达1 903,响应-恢复时间分别为1和3 s,所制备的气敏元件有望用于乙醇气体的实用化检测。     

氧化锌空心球的制备及其气敏性能研究

以新制的碳球为模板在溶液相中制备了氧化锌空心球,并制成气敏元件,进行了气敏性能测试。结果表明,氧化锌空心球气敏元件对乙醇、丙酮和三乙胺有很好的敏感性。尤其是对三乙胺和乙醇分别在175℃和400℃表现出高的灵敏度和快的响应特性。     

SnO_2薄膜和气敏特性

应用射频溅射法制备SnO_2膜。对SnO_2膜进行了AES、ESCA理化学分析,结果表明:SnO_2膜的成分完全由SnO_2所组成,膜中并没有分离的Sn的成分。同时也对SnO_2膜进行了气敏特性测试分析,结果表明:SnO_2和Pd/SnO_2膜对CH_4、CO、H_2、NO_2、H_2S等气体均有明显的敏感特性,当SnO_2膜表面掺入几十(?)P_d后,对上述气体的敏感性有所增加,工作温度可降低到150℃左右,选择性也有不同程度的改善。     

采用粉末溅射的SnO2/CeO2薄膜气敏材料及元件

为改善气敏元件的性能 ,提高稳定性 ,采用粉末反溅研制了 SnO2/CeO2乙醇敏感材料 ,结果 表明灵敏度在 CeO2掺杂范围 4%- 32%、膜厚 100- 180nm时较佳 ,特征时间τ与膜厚 l遵循 τ∝ l2规律 ,研制出乙醇灵敏度 20- 80、特征时间 < 15s的微型平面旁热式 SnO2气敏元件 ;元件 灵敏度测试存在一个 4.5- 10.5V相对稳定的测试电压区间 ,且在湿度影响下显著降低.     

超微粒子气敏膜及其应用

文章综合了国内外近年来有关超微粒子气敏膜元件的大量资料,论述了 SnO_2超微粒子气敏膜的基本制造方法:射频溅射法(RFS)、真空蒸发法(VE)、等离子体增强化学气相沉积法(PECVD),同时讨论了制备时的工艺参数对超微粒子膜的结构、电特性和敏感特性的影响。文章还示出了近年来国内外研究得比较多的集成化超微粒子气体传感器的基本构造及应用,最后提出了超微粒子气敏膜的研究发展方向。     

金属离子掺杂纳米SnO2材料的气敏性能及掺杂机理

以SnCl4·5H2O为原料合成纳米SnO2,并以其为基底材料分别以离子形式掺杂Ag^＋、Ni^2＋、Ce^3＋、Sb^2＋等作为气敏材料,制作旁热式气敏元件．研究了其对甲醇、乙醇气体的气敏性能．结果发现,适量的金属离子掺杂可提高SnO2的气敏性能,其中掺Ag^＋效果最佳,可显著提高SnO2对甲醇、乙醇气体的灵敏度．在工作温度为360℃时,对体积浓度为400×10^-6的乙醇、甲醇气体灵敏度分别为121和66．掺Sb^2＋可提高SnO2的导电性,在温度为200℃时,电阻值由180kΩ降至4kΩ．用Materials Studio软件对掺杂不同金属的SnO2的能带结构进行了理论计算,分析表明,掺杂使SnO2能带带隙宽度由掺杂前的2．65eV减少为2．02～2．62eV,相应元件电阻阻值的减少与带隙宽度变化趋势一致,带隙宽度是影响SnO2传感器工作温度高低的重要因素．     

SnO2烧结型气敏电阻振荡现象的研究

本文介绍用SnO_2烧结型气敏电阻测量含有液化石油气、煤气或水蒸气的空气特性过程中,在某种特定条件下所发生的振荡现象。对该现象产生条件和规律进行了研究。利用能量交换观点说明了SnO_2气敏电阻对某些气体的吸附与脱附现象,并进而建立了振荡模型。