ZnFe 2 O 4 、NiO纳米结构的设计及其气敏性能的研究

发布时间：2021-11-03 02:45

　　随着世界工业化水平飞速发展,刺激性、有害和有毒的气体排放与泄露的情况也日益增多,严重危害了人们的身体健康。因此,生产和制造高性能实时监测气体传感器来监测周围气体环境的需求越来越迫切。总的来说,气体传感是伴随气体种类和浓度变化而输出相应变化电信号的元件,而决定气体传感器性能的主要是其中的敏感材料。拥有微观结构的纳米材料因其独特的性质而被广泛运用于储能、催化和集成电路等领域。其中,金属氧化物半导体纳米材料具有稳定的化学性质、廉价和易得等优势而被广泛运用于气体传感器中,并且也已经展现了令人满意的性能。但是随着人们需求的提高,需要气体传感器有很好的综合性能。如何通过控制纳米材料的微观结构和组成来提高材料综合性能是我们研究所努力的方向。本论文主要为如下两个方面:（1）以ZnFe2（C2O4）3为前驱体原位分解制备具有网状孔洞结构的多孔ZnFe2O4纳米棒及其气敏性能的研究针对n型半导体材料ZnFe2O4,为了同时保持小纳米颗粒尺寸和良好的孔洞结构,围绕提高传感器的灵敏度、快速的响应/恢复速率,利用无表面活性剂辅助水热法和原位煅烧分解转化制备了多孔ZnFe2O4纳米棒,并测试了其气敏性能。研究表明... 

【文章来源】：华中师范大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１．１气体传感器分类??旁热式气体传感器的主要组成部分为：??

图１．２旁热式陶瓷管式气体传感器原件结构示意图（ａ）和实物图（ｂ）??

?（１．５）??在此，我们建立了一个ｎ型金属氧化物半导体材料在还原性气体中简单的导??电模型如图１．３。??＿０：?〇－?＾ｒＳｈｅｌｉ，ｈｉｇｈ?ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ?Ｑｌ?Ｑ：??：？？家—：碎??〇－?〇－??Ａｉｒ?ａｔｍｏｓｐｈｅｒｅ?Ｒｅｄｕｃｉｎｇ?ｇａｓ?ａｔｍｏｓｐｈｅｒｅ??＾ｔｏｔａｌ?￣?＾ｊ（＾ｃｏｒｅ?＾?＾ｓｈｅｌｌ?＾ｃｏｎｔａｃｔ）?＾ｔｏｔａｌ?＝?＾－＞（＾ｃｏｒｅ?＾ｃｏｎｔａｃｔ）??图１．３?ｎ型金属氧化物半导体材料在气体传感器对还原性目标气体的导电示意图??ｎ型金属氧化物半导体材料在还原性气氛中时，表面会得到电子，载流子浓度??升高，所以有较低的电阻（壳电阻Ｒｓｈｄｉ），而材料内部电阻更低（核电阻ＲｃＷｅ），??我们也设定颗粒之间接触电阻为Ｒｃｃｍｔａｃｔ，整个材料的电阻是由它们三部分串联而得??的。从这种模型可以看出，决定材料总电阻的主要因素是壳层电阻Ｒｓｈｅｕ和颗粒间??接触电阻Ｒｃｍｕａｃｔ的大小。??（２）?ｐ型金属氧化物半导体型气体传感器的敏感机理??对比ｎ型金属氧化物半导体，ｐ型金属氧化物半导体材料在空气气氛中也会将??吸附在其表面的氧气分子还原成氧负离子，材料表面会失去电子而形成空穴积累??层（ＨＡＬｓ）。此时


本文编号：3472886