光增强型量子点敏化多孔SnO2的气敏性能研究

来源 :哈尔滨师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:hardy_0205
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气体传感器技术已经投入到对有毒有害,湿度,易燃易爆等气体的检测中。半导体氧化物传感器因其优异的性能以及成熟的技术,广泛的实践于科学研究中。目前的研究方向致力于提高半导体传感器的性能。理论和实验经验表明,光激发可以增加半导体中的自由载流子浓度,活化半导体材料表面的活性。在气体敏感测试中引入紫外光可以改善材料的敏感性能,加快响应恢复速率,降低传感器的工作温度。但对紫外光激发的研究还不广泛,在材料的合成、器件的设计以及光激发机理等方面还需进一步的研究。本论文的工作主要是以紫外光激发敏感材料的性能展开的,包括以下内容:(1)采用了水热的合成方法制备出多孔的SnO2的结构。对其进行气体敏感性能的测试,通过有无紫外光激发的两种情况的结果对比,证明紫外光的引入可以提高材料的敏感性能,并且有效的加快响应恢复速率。(2)通过一步水浴的实验方法制备ZnO量子点。利用物理搅拌的方式将其与多孔SnO2进行复合,并研究复合材料的紫外光激发气敏性能,证明了光激发可以增强材料的敏感性能。(3)通过物理吸附的方法将制备的Ti O2量子点与多孔SnO2复合形成复合敏感材料,调控复合比例使量子点均匀分散。在光激发下的测试能够实现更优异的性能。本论文探究光增强型的气体敏感材料的性能。将低功耗发光二极管作为激发光源,以半导体氧化物SnO2作为复合材料的主体。复合材料的客体选取的是具有光催化性能的ZnO量子点和TiO2量子点。将ZnO量子点和TiO2量子点分别吸附在多孔的SnO2结构上,在光激发的作用下进行对被测气体的检测。这种多孔的SnO2的纳米结构有助于光线在材料内部的扩散,增大了材料对紫外光的利用率。同时也为气体扩散转移提供更多途径,使气体更容易的进行吸脱附以及扩散。在对性能的分析过程中深入敏感的机理,为开发新型光激发气体传感器提供理论及实践支持。
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