双层气敏薄膜的Ar~+刻蚀及电学行为

制备包含α-Fe2O3与SnO2的双层气敏薄膜，研究发现：Ar＋刻蚀可同时除去薄膜表面的物理吸附氧和化学吸附氧，剩下晶格氧，因而O1s的XPS谱图变得对称．     

溅射Au对SnO_2/Fe_2O_3薄膜气敏特性的影响

通过直流溅射Au对PCVD方法制备的SnO2/Fe2O3双层薄膜的SnO2表面进行了修饰,并对修饰后的Au SnO2/Fe2O3薄膜的气敏特性进行了观测。结果表明,Au的催化作用使Au SnO2/Fe2O3薄膜气敏器件对CO,H2,C2H5OH等气体的灵敏度增大2～3倍,相应于最大灵敏度的工作温度均降低约60℃。这显示直流溅射Au是改善SnO2/Fe2O3双层薄膜气敏性能的一种有效手段。     

均匀共沉淀法制备掺锡α-Fe2O3粉体及其气敏性能研究

采用分析纯Fe2(SO4)3和NH3·H2O为主要原料,控制不同的Fe3 浓度、Sn4 : Fe3 、溶液pH值及烧结温度,利用均匀共沉淀法制备了掺锡α-Fe2O3粉体,并用厚膜工艺将粉体涂于云母基片上制成了高灵敏度甲烷气敏元件.利用XRD对粉体成分及结构分析后发现,部分Sn4 以类质同象的方式代替了α-Fe2O3晶格中的Fe3 ,改变了α-Fe2O3的晶胞参数;通过测试元件在不同温度下对800×10-6甲烷的气敏性能,结果表明,掺锡提高了α-Fe2O3的气敏性,且得到了制备掺锡α-Fe2O3甲烷气敏材料的最佳参数.     

α-Fe2O3-Mica纳米薄膜的制备

采用分析纯Fe2(SO4)3和NH3·H2O作为主要原料,控制不同的Fe3 浓度、水解温度、溶液pH值及热处理温度,利用液相均匀沉淀法在白云母形成基片上制备了系列α-Fe2O3-Mica纳米薄膜.利用XRD、SEM对纳米膜的成分、结构及形貌进行了表征,结合α-Fe2O3-Mica纳米膜的形成机理讨论了工艺参数对制备过程及结果的影响,结果表明:液相均匀沉淀法制备的α-Fe2O3颗粒为纳米级,均匀沉积在白云母基片上形成致密膜,且得到了制备α-Fe2O3-Mica纳米膜的最佳参数.     

响应苯类气体敏感材料改性与器件研究

采用溶胶--凝胶方法(sol-gel)制备了含钇纳米微结构γ-Fe2O3气体敏感材料,并用DAT等方法进行表征与测量.结果表明,掺入适量Y2O3后能使γ-Fe2O3的相变温度提高到618℃,从而改善了γ-Fe2O3基苯类气敏元件的热稳定性;后用硫酸根离子和金离子进行适量掺杂,提高了元件响应苯类气体的敏感特性;从而为苯类有机气体敏感元件研制提供了一条新途径.     

多层薄膜结构气敏效应研究

在SnO2气敏薄膜层上覆盖一层或多层钝化材料（SiO2,Al2O3) 薄膜，制成的多层膜气敏元件，可很好地排除大分子气体如乙醇等对小分子H2检测的干扰，使其具有单独检测H2的功能。本文还通过测量元件的升温曲线，推导出敏感体表面的氧吸附活化能；找出活化能与灵敏度、选择性的关系。根据实验现象和物性分析结果，试着探讨了元件的敏感机理。     

半导体乙醇传感器的湿度影响与氧化铌的应用

详细考察了湿度对SnO2系半导体乙醇传感器的影响,实验表明:环境湿度会使三价金属氧化物掺杂的SnO2半导体材料灵敏度下降,其中以氧化镧掺杂的SnO2系乙醇传感器衰减严重,在相对湿度90%RH(25℃)的环境中3×10-4体积分数的乙醇信号衰减率达到30%~40%,这种现象同样存在与In2O3和A l2O3掺杂体系的传感器上。以Nb2O5为掺杂剂的传感器体系湿度引起的灵敏度衰减轻微,用1.5%Nb2O5和0.5%La2O3配合使用的掺杂剂湿度影响较小,同时,传感器对乙醇灵敏度和选择性较好。     

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.     

基于SnO2-La2O3掺杂的敏感材料CO2气敏特性研究

以半导体氧化物SnO2为基体材料加入40％的活性La2O3材料,制备出了对CO2具有敏感性的气体敏感材料,其检测体积分数范围为(0～5000) ×10-6.实验结果表明:在SnO2-La2O3敏感材料的基础上掺杂适量CeO2,Ag2O,SiO2等氧化物,不仅提高了其对CO2气体的灵敏度,而且可以提高其稳定性,从而大大改...     

纳米α-Fe2O3的微波合成及其H2S敏感特性研究

以FeCl3·6H2O为原料,采用微波水解法,在三乙醇胺作用下合成了α-Fe2O3.X射线粉末衍射(XRD)、透射电镜表征结果表明:合成产物为纯a-Fe2O3,其粒径30 nm左右.气敏性能测试结果表明,以该法合成的α-Fe2O3为基体的气敏元件,对低浓度的H2S灵敏度也很高,5×10-6时达21.5倍、2×10-6时达16.4倍,而且响应恢复快,为应用前景良好的H2S敏感材料.     

Fe2O3/SnO2和SnO2/Fe2O3双层薄膜的XPS分析

用X光光电子能谱(XPS),结合Ar~+刻蚀对Fe_2O_3/SnO_2及Fe_20_3/SnO_2双层薄膜进行分析.结果表明:Fe_2O_3/SnO_2膜表面,晶格氧的结合能为529.85eV,热处理前有大量吸附氧存在,在600℃退火后,大部分羟基、羰基形态的吸附氧解吸;SnO_2/Fe_2O_3膜表面,热处理前后都只有少量的吸附氧,经热处理后表面吸附氧却略有增加.双层薄膜中锡向氧化铁层的扩散较铁向氧化锡层的扩散强.扩散的结果,形成了一个数十纳米的过渡层,对元件的气敏性质产生一定的影响.     

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。     

La掺杂ZnO和SnO2薄膜的气敏特性

真空蒸发沉积薄膜再经热氧化获得n型掺La的ZnO和SnO2薄膜(玻璃衬底)研究掺La含量与热氧化工艺对薄膜的物相结构、表面形貌和气敏特性的影响.实验给出:掺La使薄膜表面颗粒细化,随La含量增加,ZnO,SnO2薄膜平均晶粒尺寸均增大.掺La可明显降低2种薄膜的气敏工作温度相比之下,掺La对ZnO薄膜的灵敏度改善明显优...     

SnO2基薄膜气体传感器制作与敏感性测试

在现有的粉末烧结型SnO2基气敏传感器基础上研制了薄膜型SnO2基气体传感器,以抛光的丽热石英玻璃为基片,真空磁控溅射50～70nm厚度的SnO2薄膜,在SnO2薄膜上分别溅射不连续的ZnO、Al2O3、CeO2、InO2等薄膜,传感器背面溅射30μm的Ni80Cr20电阳合金作为传感器加热电阻,用薄膜热电偶测量传感器工作温度。测试了不同的复合瞑对传感器灵敏度和选择性的影响,并对传感器的吸附与解吸速度进行了测试,薄嗅传感器达到相同灵敏度所需的工作温度比粉末烧结型传感器下降100～150℃,吸附解吸速度比粉末烧结型快。     

平面直热式气敏元件及其表面修饰

采用液相掺Sb的共沉淀方法制备低阻SnO2 纳米微粉 ,以其为敏感材料掺入Pt2wt%及Au5 .4at %的催化剂 ,在Si衬底上制作了平面直热式气敏元件。利用 2 %的Co(NO3 ) 3 溶液作为修饰液对元件进行表面修饰 ,可制得对NH3 具有较高灵敏度及选择性的敏感材料。     

Ni掺杂SnO2花状微结构的制备及其气敏特性研究

采用水热法合成了纯SnO2和4 mol%Ni掺杂SnO2花状微结构.利用X射线衍射仪(XRD)、X射线能谱分析仪(EDS)和扫描电子显微镜(SEM)对其晶相、成分进行了表征,对制备的纯的和Ni掺杂SnO2传感器性能进行了测试.实验结果表明:Ni掺杂可以显著改善SnO2微结构的气敏特性.在最佳工作温度(280℃)条件下,4 mol%Ni掺杂SnO2传感器对100×10-6甲醇的响应可达到13.0,其响应是纯SnO2气体传感器的2.4倍.同时,其具有快速的响应/恢复时间(6 s/5 s),较低的检测极限(1×10-6),以及对甲醇的良好选择性.最后,对Ni掺杂SnO2气体传感器的气敏机理进行了分析讨论.     

中国微米纳米 花状Au-SnO2复合材料的制备及其对甲醛气敏性能的研究

利用水热法合成了花状SnO2微米材料,并以它作为基体,对其进行Au纳米颗粒修饰,得到了花状Au-SnO2复合材料.利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)分析等表征手段对所制备的Au-SnO2复合材料进行了表征分析,结果表明,这种花状结构的材料是由厚度为30 nm～60 nm的SnO2纳米片自组装而成,其尺寸为1 μm～2 μm.同时,我们用花状SnO2和Au修饰的花状SnO2复合材料对1×10-6～500×10-6的甲醛进行了气敏性能测试.结果表明,通过Au修饰,花状SnO2对甲醛的气敏性能有了极大的提高.当甲醛浓度为200×10-6时,其灵敏度(Ra/Rg)约为120,是花状SnO2敏感材料的8倍,表现出很高的响应.另外,由Au修饰的花状SnO2复合材料制成的敏感元件对甲醛表现出良好的选择性.这可能归因于Au纳米颗粒高效的催化活性促进了甲醛气体的扩散和O2的吸附,从而使其表现出更加优异的气敏性能.     

PdO修饰的SnO2纳米球的制备及其气敏特性研究

通过溶剂热法和退火处理制备了不同浓度(0 mol％,2 mol％,5 mol％,10 mol％)PdO修饰的SnO2纳米球.采用X射线衍射仪(XRD)、X射线能谱分析仪(EDS)和扫描电子显微镜(SEM)等测试手段对材料的物相、元素种类和形貌进行了表征,并制成气敏元件,对氢气(H2)进行气敏测试.实验结果表明:5 mol％PdO修饰的SnO2纳米球气体传感器最佳工作温度为175℃,其对100×10-6氢气灵敏度达到19,是纯的SnO2纳米球的灵敏度的3倍.最后,对PdO修饰氧化锡纳米球气体传感器气敏机理进行了分析讨论.     

对超低浓度甲烷具有高气敏性的自组装型SnO2纳米棒气敏传感器

通过热蒸发SnO2和活性炭的混合粉末的自组装方式直接在Cr-Au梳状交叉电极上制备了一层SnO2纳米棒气敏层,从而研制出了SnO2纳米棒气敏传感器,经测试,发现此传感器对于浓度范围为2～5ppm的甲烷具有非常好的探测灵敏度,继而从气敏机制、自组装制备方式、SnO2纳米棒的比表面特性及SnO2纳米棒的尺度低于得拜长度等角度解释了此传感器对甲烷具有高气敏性的原因。