基于SnO2/SnSe异质结构的NO2气体传感器及其性能研究

来源 :哈尔滨师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xjzsdy
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NO2气体在日常生活中无处不在,是一种有毒和刺激性的气体,NO2气体的吸入会损伤人体的呼吸道。例如汽车排放的尾气和化学燃料的燃烧等人为的产生大量NO2,并且还能造成酸雨破坏自然环境。因此,开发设计室温下高灵敏传感器来检测低浓度NO2气体是必要的。值得一提的是,具有异质结构的复合材料在气敏领域有较大优势。异质结构能加速电荷转移,增大载流子浓度,暴露较多的活性位点,增大比表面积,降低晶界势垒等优势。在通过异质界面之间表现出强烈的相互作用,比单一材料更具有优越的传感性能。所以,本文以异质结构复合材料的制备,表征,气敏性能等展开工作。本文的主要工作如下:(1)通过水热法制备多边形片状SnS2,再进行原位氧化,形成SnO2/SnS2复合材料。对材料进行表征,气敏测试,探究其N-N型异质结构对传感性能的影响和优势。结果显示:对比SnS2不同的原位氧化时间,SnO2/SnS2-3样品表现出高灵敏度和快速响应恢复。(2)通过利用水热法合成SnO2/SnSe2异质结材料。发现SnO2颗粒修饰片状SnSe2,形成N-N型异质结构。并对其运用SEM,TEM,XRD和I-V特性曲线等表征,也进行了传感性能的测试。通过传感性能的对比,SnO2/SnSe2-35样品表现出更优良的灵敏度,并且降低工作温度。(3)通过调控碱的浓度,利用一步水热法原位生长SnO2/SnSe异质结构复合材料。利用碱性环境调节SnSe纳米片自组装的速率,同时形成缺陷点氧化,从而一步水热法合成SnO2/SnSe纳米复合材料。利用SnO2/SnSe材料开发出一种在室温检测NO2的高灵敏传感器,并探究其可能的敏感机理。使用SEM,XRD,TEM,XPS和I-V特性曲线等检测技术对SnO2/SnSe材料进行表征,分析其异质结构形貌,晶体结构,组分和电学特性与敏感机理的关系。
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