掺杂Al2O3纳米粉对ZnO厚膜气敏传感器性能的影响

以ZnO纳米粉(平均粒径30 nm)和Al2O3纳米粉(平均粒径5 nm)为原料,利用传统的厚膜气敏传感器制备工艺制备了纯ZnO厚膜气敏传感器和掺杂Al2O3(掺杂量为2wt%和5wt%)的ZnO厚膜气敏传感器.对这三种厚膜传感器的本征电阻及对乙醇蒸汽的敏感特性进行了测试.结果表明:掺杂少量Al2O3纳米粉可明显降低ZnO气敏传感器的本征电阻,改善传感器的烧结性能,同时还可降低其最佳工作温度,提高器件对乙醇的灵敏度.结合厚膜气敏传感器的显微结构分析结果,对出现上述差异的原因进行了讨论.     

利用纳米ZnO粉制备厚膜气敏传感器的研究

以ZnO纳米粉(平均粒径30nm)为原料,利用水热热压方法制备了ZnO多孔纳米固体,同时用通常的水热法对ZnO纳米粉进行了预处理(预处理ZnO纳米粉)。然后,分别以ZnO多孔纳米固体和预处理ZnO纳米粉为原料,制备了厚膜气敏传感器。本征电阻的测试结果表明,这两种厚膜气敏传感器的本征电阻比用未经处理的ZnO纳米粉(以下简称“原料ZnO纳米粉”)制备的厚膜气敏传感器大大降低并很快达到稳定状态。有效地改善了器件工作的稳定性。结合对三种传感器的显微结构分析,对出现上述差异的原因进行了讨论。     

ZnO多孔纳米固体厚膜气敏传感器的制备和性质表征

以ZnO纳米粉(平均粒径30nm)为原料,利用水热热压方法制备了多孔的ZnO体块纳米固体,测试了以多孔纳米固体为原料制成的厚膜气敏传感器对挥发性有机化合物(VOCs)乙醇、丙酮、苯、甲苯和二甲苯蒸气的气敏特性,并与用ZnO纳米粉制备的厚膜传感器进行了比较.结果发现,与ZnO纳米粉相比,用ZnO多孔纳米固体制备的厚膜传感器在空气中的电阻大大减小,最佳敏感温度降低、响应时间和恢复时间大大缩短.通过综合分析ZnO纳米粉和ZnO多孔纳米固体的XRD、TEM及厚膜传感器的SEM测试结果研究了厚膜传感器气敏特性的差异.     

纳米Al2O3掺杂对厚膜应变电阻性能的影响

采用粒子尺寸为８ｎｍ的纳米Ａｌ２Ｏ３作掺杂改性剂，通过选择合适粒径和配比的导电相、玻璃及烧结工艺，得到一种ＧＦ为１３、电阻温度系数小、稳定性良好的在厚膜应变电阻，并从厚膜电阻导电机理和纳米材料特性出发。     

γ—Fe2O3超微粉的制备及气敏掺杂效应

介绍了近年来γ-Fe2O3超微粉在制备方法上的新进展,以及用作气敏材料时,通过掺杂不同化合物以提高其相变温度和气敏性等。     

Sb掺杂对ZnO厚膜的电导和气敏性能的影响

用共沉淀的方法,制备了纤锌矿结构的ZnO及其掺Sb的ZnO纳米粉.X射线衍射(XRD)分析表明,当锑掺量小于5wt%时没有新相生成.纯ZnO和掺Sb的ZnO器件的气敏和电阻测试结果发现:不同的厚膜烧结工艺对气体的敏感性影响较大,并且掺Sb后ZnO的气敏性能有所提高,电导峰消失.从缺陷角度、XPS分析的结果进行了讨论,初步解释了锑的掺入导致电导变化和气敏性能提高的原因.     

Ag掺杂对ZnO纳米线气敏性能的影响

以采用物理热蒸发法制备的纯ZnO纳米线和Ag掺杂ZnO纳米线为气敏基料，制备成旁热式气敏元件，用静态配气法对浓度均为100ppm的无水乙醇蒸汽、氨气、甲烷及一氧化碳四种气体进行气敏性能测试，结果表明，Ag掺杂后，ZnO纳米线对四种气体灵敏度的最高值分别提高了230％，92％，158％，49％，缩短了响应时间和恢复时间。     

Ni掺杂对ZnO纳米线甲烷气敏性能的影响

以采用物理热蒸发法制备的纯ZnO纳米线和Ni掺杂ZnO纳米线为气敏基料，制备成旁热式气敏元件，用静态配气法对浓度为10^-4的甲烷气体进行了气敏性能的测试．结果表明Ni掺杂使ZnO纳米线对甲烷灵敏度提高了182％，响应时间和恢复时间分别缩短了3和2s．Ni的掺杂，在ZnO半导体禁带中引入新的复合中心，形成附加能级，提高了ZnO纳米线对甲烷的灵敏度．     

纳米ZnO气敏传感器研究进展

半导体金属氧化物气敏传感器被广泛应用于有毒性气体、可燃性气体等的检测.ZnO是一种重要的半导体气敏材料,特别是纳米ZnO,由于其粒子尺寸小,比表面积大,成为被广泛研究的气敏响应材料之一.简要介绍了纳米ZnO气敏传感器的气敏机理、主要特性,综述了通过新型纳米形貌、结构制备以及元素掺杂改性提升纳米ZnO气敏性能等方面的研究进展,并进一步指出了纳米ZnO气敏传感器研究中存在的问题和未来的研究方向.     

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。     

掺杂对Fe2O3纳米粉体气敏性的影响

应用双微乳液法,在聚乙二醇辛基苯基醚(TX100)/正己醇/环己烷/水体系的油包水(W/O)型微乳液中合成了掺锡和金的氧化铁前驱体,对前驱体经400℃焙烧后所得的粉体进行了表征和气敏性测试,表明制得的掺杂0.5mol%Sn和0.5mol%Au的粉体对C2H5OH气体有较好的气敏性.     

水热处理对SnO2厚膜气敏传感器性能的影响

研完了水热处理对于SnO2厚膜气敏传感器性能的影响。为了便于作对比,首先把SnO2纳米粉（平均粒径约200nm）平均分为两份：一份不经处理,直接用传统的厚膜传感器制备工艺制成气敏传感器（称为“原粉传感器”）;另一份经过200℃水热处理后,用同样的工艺制备成厚膜气敏传感器（称为“预处理粉传感器”）。利用乙醇、丙酮、CH4、H2和CO气体对这两种气敏传感器的性能进行了测试,结果表明预处理粉传感器的灵敏度和选择性明显优于原粉传感器。为了分析出现这种差异的原因,我们对这两种传感器的显微结构进行了分析,并在此基础上对实验现象进行了讨论。     

Ethanol gas sensing properties of Al<Subscript>2</Subscript>O<Subscript>3</Subscript>-doped ZnO thick film resistors

The characterization and ethanol gas sensing properties of pure and doped ZnO thick films were investigated. Thick films of pure zinc oxide were prepared by the screen printing technique. Pure zinc oxide was almost insensitive to ethanol. Thick films of Al₂O₃ (1 wt%) doped ZnO were observed to be highly sensitive to ethanol vapours at 300°C. Aluminium oxide grains dispersed around ZnO grains would result into the barrier height among the grains. Upon exposure of ethanol vapours, the barrier height would decrease greatly leading to drastic increase in conductance. It is reported that the surface misfits, calcination temperature and operating temperature can affect the microstructure and gas sensing performance of the sensor. The efforts are, therefore, made to create surface misfits by doping Al₂O₃ into zinc oxide and to study the sensing performance. The quick response and fast recovery are the main features of this sensor. The effects of microstructure and additive concentration on the gas response, selectivity, response time and recovery time of the sensor in the presence of ethanol vapours were studied and discussed.     

稀土氧化物Pr2O3掺杂对高压ZnO压敏电阻性能的影响

采用低温固相化学反应法制备了Pr2O3掺杂的ZnO纳米复合粉体,并用此粉体在不同烧结温度下制备了高压ZnO压敏电阻.采用X射线衍射、比表面测试、透射电镜、扫描电镜等手段对制备的ZnO纳米复合粉体及高压ZnO压敏电阻进行了表征,并与未掺杂ZnO压敏电阻进行了对比研究,探讨了稀土氧化物Pr2O3掺杂对高压ZnO压敏电阻电性能的影响机制.结果表明:较低的烧结温度(1030～1130℃)时,掺杂的稀土氧化物Pr2O3偏析于ZnO晶界中,有活化晶界、促使晶粒生长的作用;同时,Pr2O3掺杂导致1080℃烧结的ZnO压敏陶瓷体中晶体相互交织形成晶界织构,比未掺杂的更均匀和致密,这有助于高压ZnO压敏电阻晶界性能的改善,从而提高其综合电性能.当烧结温度为1080℃时,Pr2O3掺杂的高压ZnO压敏电阻的综合电性能最佳:电位梯度为864.39 V/mm,非线性系数为28.75,漏电流为35 μA.     

Fe_2O_3/ZnFe_2O_4纳米复合材料的制备及其光学特性

采用水热法制备了Fe2O3/ZnFe2O4纳米复合材料,使用XRD、TEM、SEM等测试手段对产物进行了表征,并采用紫外-可见分光光度计（UV-Vis）对产物的光学吸收特性进行了研究,结果表明,改变反应物的浓度和Zn掺杂比例可以分别得到Fe2O3/ZnFe2O4复合物和Zn掺杂Fe2O3。Fe2O3和ZnFe2O4的复合可以明显扩展Fe2O3在可见光波段的吸收范围,Zn掺杂Fe2O3样品的吸收可以达到红外波段。     

Effect of Ag doping on the performance of ZnO thin film transistor

Ag-doped zinc oxide (SZO) thin film transistors (TFTs) have been fabricated using a back-gate structure on thermally oxidized and heavily doped p-Si (100) substrate. The SZO thin films were deposited via pulsed laser deposition (PLD) from a 1, 3, and 5 wt.% Ag-doped ZnO (1SZO, 3SZO, and 5SZO, respectively) target using a KrF excimer laser (λ, 248 nm) at oxygen pressure of 350 mTorr. The deposition carried out at both room-temperature (RT) and 200 °C. The SZO thin films had polycrystalline phase with preferred growth direction of (002) as well as a wurtzite hexagonal structure. Compare with ZnO thin films, the SZO thin films were characterized by confirming the shift of (002) peak to investigate the substitution of Ag dopants for Zn sites. The as-grown SZO TFTs deposited at RT and 200 °C showed insulator characteristics. However the SZO TFTs annealed at 500 °C showed good n-type TFT performance because Ag was diffused from Zn lattice site and bound themselves at the high temperature, and it caused generation of electron carriers. The post-annealed 5SZO TFT deposited at 500 °C exhibited a threshold voltage (V_th) of 11.5 V, a subthreshold swing (SS) of 2.59 V/decade, an acceptable mobility (μ_SAT) of 0.874 cm²/V s, and on-to-off current ratios (I_on/off) of 1.44 × 10⁸.     

SnO2／Fe2O3纳米复合粉的制备与表征

用共沉淀法制备了ＳｎＯ２／ＦｅＯ３纳米复合粉体,用Ｘ射线衍射（ＸＲＤ）、Ｍｏｅｓｓｂａｕｅｒ谱研究了它的物相,晶粒度及变化过程。结果表明,煅烧温度在７００℃以下时,它可能是以四方ＳｎＯ２纳米晶为主体（其平均粒径为３．０ｎｍ）,α－Ｆｅ２Ｏ３纳米晶包裹在ＳｎＯ２晶界的复合相,其中α－Ｆｅ２Ｏ３结晶很不充分,５４．７％聚集于晶界。这种复合相的结构阻碍了ＳｎＯ２晶粒的长大,有利于煅烧后保持纳米晶结构。