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氧化铟(In2O3)是直接能带隙为3.55-3.75 eV的n型半导体材料,In2O3有两种晶型:立方晶系方铁锰型结构(C-In2O3)和六方晶系刚玉型结构(H-In2O3)。In2O3具有极高的电导率、存在着氧空穴等大量本征施主缺陷。所以,In2O3被广泛应用于光催化、传感器、发光二极管等领域。近年来,人们发现增大半导体材料的比表面积和贵金属掺杂能够提高半导体气体传感器的灵敏度,成为当前In2O3纳米材料研究的发展方向。本文采用水热法制备了纯In2O3和不同浓度Pd掺杂花状In2O3微结构,通过贵金属Pd掺杂来进一步提高气体传感器的气敏特性。利用SEM、TEM、XRD、EDS和XPS对材料的形貌、晶体结构和化学组分进行表征。利用CGS-1TP智能气敏分析系统,采用静态配气法,对传感器的气敏特性进行测试。分析结论如下:1.通过水热法制备了纯In2O3和Pd掺杂花状In2O3微结构(Pd:In的摩尔比为:0,0.5,1,2和4 mol%)。制备的花状微结构为立方晶系方铁锰相结构,平均粒径约5-7μm,Pd掺杂对In2O3的形貌没有太大影响。掺杂的Pd元素部分进入In2O3的晶格,部分负载在In2O3的表面。2.纯In2O3和Pd掺杂花状In2O3微结构对氧化性气体(NO2)的气敏测试结果表明:纯In2O3微结构的最佳工作温度为135℃,而Pd掺杂花状In2O3微结构的最佳工作温度为110℃,说明Pd掺杂后花状In2O3微结构的最佳工作温度降低。1 mol%Pd掺杂花状In2O3微结构表现出最佳的NO2气敏特性,在110℃对50 ppm NO2的响应值为4048,约是纯In2O3响应值(1310)的3倍,响应/恢复时间分别为180/90 s且检测下限低至0.5 ppm。3.纯In2O3和Pd掺杂花状In2O3微结构对还原性气体(H2)的气敏测试结果表明:纯In2O3和Pd掺杂花状In2O3微结构的最佳工作温度均为210℃,说明Pd掺杂后花状In2O3微结构的最佳工作温度不变。1 mol%Pd掺杂花状In2O3微结构对H2的气敏特性最好,在210℃下对100 ppm H2的响应值为3.6,响应/恢复时间仅分别为4/7 s,而纯花状In2O3微结构的响应值为1.64,响应/恢复时间仅分别为11/12 s。4.通过分析纯In2O3和Pd掺杂花状In2O3微结构对氧化性气体与还原性气体的气敏机理,可知:贵金属掺杂能加快材料表面O2分子的分解过程并且增加表面吸附氧。异质结间自由电子转移致使异质结界面处的空间电荷层宽度变化。对半导体材料中贵金属掺杂量进行优化,能最大限度的提高气敏特性。