基于一步水热法合成的Zn掺杂SnO2纳米晶气体传感器的研究

来源 :哈尔滨师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:kruotreo
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
众所周知,物联网是一个实体的网络架构。它由传感器、电子设备、软件和网络连接组成。通过物联网这个架构,能充分发挥这些实体收集和交换数据的功能。传感器作为物联网的关键模块,其性能将直接决定物联网的性能。而在庞大的传感器大家庭中,气体传感器是非常重要的成员之一,它能把化学信息从一个特定目标分量转换到总量来分析有用信号的浓度。这种传感器已经广泛地应用于众多领域,例如:医学诊断、食品加工、汽车燃料控制、环境监测和航天器。随着物联网的快速发展,对气体传感器提出了更高的要求,例如:低成本、简单的制备工艺、低能耗、小尺寸以及易于与集成电路集成等。鉴于以上的要求,半导体金属氧化物SnO2,ZnO,TiO2,NiO,WO3等)被认为是制备以上气体传感器的优选材料。在这些半导体金属氧化物中,二氧化锡作为一个n型半导体材料,室温下的禁带宽度为Eg=3.6 eV,并且其具有价格低廉、环境友好等优点,以二氧化锡材料的气态传感器都展现了较好的灵敏度和响应、恢复速度等,因此,很多研究者已经致力于制备二氧化锡气敏传感器,并不断地通过各种办法提升其性能。这其中金属修饰和掺杂被认为是一种简单高效的方法来提升二氧化锡传感器的性能。然而大多数研究者选择贵金属(Au,Ag,Pt,Pd等)来表面修饰或掺杂复杂的SnO2纳米结构,上述方法的确可以提高了二氧化锡气敏传感器的性能,但是其相对较高的制作成本和复杂SnO2纳米晶合成工艺将严重制约这种传感器的商业应用。  本文通过简单的一步水热法合成了未掺杂和锌掺杂的二氧化锡纳米粒子。通过调节锌原子的掺入量,我们制备了未掺杂,2%,4%,6%,8%,10%锌原子掺杂浓度的SnO2纳米晶。利用以上获得的SnO2纳米晶分别制备了气敏传感器并测试了它们的气敏特性。所有的探测器都对乙醇气体显示了良好的探测性能。同时我们也发现这些气敏探测器的性能依赖于锌的掺入量,当锌原子掺入量从0%升到4%时,传感器的性能逐渐升高,在4%时显示了最高的探测器性能,当掺杂浓度进一步提高时(从4%到10%时),传感器的性能又逐渐降低。基于我们实验数据,我们认为Zn掺杂导致了SnO2表面不同程度的能带弯曲,进而在表面造成了一个电子的聚集层。从而影响了具体的传感器性能。我们也提出了一个合理物理模型去解释Zn掺杂对SnO2探测器性能的影响机制。这也将为利用掺杂提高气敏传感器的性能提供一个可行的路径。
其他文献
本文针对目前学生英语写作难的现状,指出了存在的困难及问题,分析了其原因,并提出了行之有效的训练方法,旨在为写作教学起到抛砖引玉的作用.
党的十六大的胜利召开,极大地振奋了党心军心民心,进一步激发了全国各族人民建设中国特色社会主义的热情。广大人民群众对国家发展的美好未来充满信心,对我们党寄予厚望。在新世
2011年12月—2012年3月,在山东寿光对下挖式日光温室土质后墙不同厚度层的温度、热流进行连续测试,分析了下挖式日光温室土墙温度和热流的变化规律,确定了土墙的合理厚度.结
近年来磁致伸缩材料的应用技术得到了快速发展。无论是在军事领域中,还是在先进的民用技术领域中磁致伸缩材料都得到了越来越多的应用。例如:精密制导系统、海洋探测及声纳系统
快攻的组织形式有长传快攻和短传快攻两种形式.快攻的成功与否,则取决于篮球运动员快攻意识的能力.它是一个队伍的反应能力、应变能力技战术能力的综合体现,是每一个篮球运动
北大后勤党委所属三个部和九个中心(总务部、资产部、基建工程部、会议中心、燕园社区服务中心、餐饮中心、水电中心、供暖中心、学生宿舍管理服务中心、校园管理服务中心、
新课程改革以来,围绕着“让课堂充满生命活力,让学生成为学习主人”这一策略展开.那么,什么样的课堂才能充满活力、智慧和情趣呢,我认为,可以从以下几点去尝试:rn一、精心设
为了从分子水平探讨苹果炭疽病病原菌的群体遗传多样性,采用L16(45)正交设计对ISSR-PCR反应体系中的Mg2+浓度、dNTP浓度、Taq DNA聚合酶用量、引物浓度和DNA含量进行优化,并
摘要:本文通过分析目前初中英语听力教学中对词汇的不同处理方法,提出了如何在听前,听中和听后对词汇进行处理的方法的建议,旨在探讨如何在听力课中进行词汇教学。  关键词:词汇教学;听力课 ; 输入环节 ; 内化环节;输出环节; 词汇的内化过程 词汇教学是初中英语教学的一个十分重要组成部分。词汇是学好英语的基础,是提高听、说、读、写各项能力的必要保证。英国语言学家威尔金斯(D.A.Wilkins)在《语
领导者的 形象,是一种号召力和凝聚力。树立良好的领导形象,有利于实施领导工作,促进各项决策和措施的顺利贯彻落实。为此,领导干部要做到以德树威,以才立威,以绩扬威,以廉