【摘 要】
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基于金属氧化物的高性能室温气体传感器由于节能和成本低廉的优点而引起了研究者极大的兴趣。然而如何使得金属氧化物气体传感器在室温下正常工作和提高响应灵敏度仍是一个挑
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基于金属氧化物的高性能室温气体传感器由于节能和成本低廉的优点而引起了研究者极大的兴趣。然而如何使得金属氧化物气体传感器在室温下正常工作和提高响应灵敏度仍是一个挑战性的课题。目前科研人员正努力攻克这样的难题,最新的研究成果将对气体传感器的商业应用具有重大意义。在本工作中,我们借助一种快速并易于操作的微波辅助的溶剂热法制备了二维（2D）氧化镍纳米片。并在纯的氧化镍纳米片上,以铜、银、铝和钛元素作为掺杂剂,探究了不同金属元素对氧化镍纳米片气体传感性能的优化作用。研究结果表明,铝掺杂的2D氧化镍纳米片在室温下对二氧化氮（NO2）具有独特的气敏响应性能。由于氧空位缺陷的增加以及路易斯酸碱位点的形成,使得铝的掺杂对氧化镍纳米片的气敏特性有显著的影响。本论文详细研究了不同比例的铝掺杂的氧化镍纳米片及其气敏性能。当原料中添加12 at%的铝时,器件对浓度为10 ppm的NO2的响应值比纯的氧化镍纳米片增加了35倍以上;当铝含量达到20 at%时,气体传感器只需要200 s即可完全恢复。该气体传感器的优异性能使铝掺杂的2D氧化镍纳米片成为NO2检测应用的潜在候选者。同时,基于路易斯酸碱理论的气敏提升机理也可以为其他高性能气体传感器提供可参考的设计指导。
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