氧化铁基纳米复合材料的制备及其气敏性能研究

发布时间：2024-05-12 10:18

　　众所周知,随着工业生产规模的扩大化、人类生活水平的不断提升以及科学技术的发展和延伸,人们对气敏传感器的需求越来越大。金属氧化物半导体因具备诸多优点,已经被普遍运用在气体传感器领域。氧化铁是一种重要的金属氧化物半导体材料,具有广泛的应用前景。然而,单一的氧化铁气敏传感器仍然存在许多缺陷,亟待人们进行研究和改善。立方体是一种比较稳定的三维结构,它可以与不同形貌的纳米结构进行复合以及构建复杂结构。所以本论文主要以立方体Fe₂O₃为主体材料,通过构建P-N异质结、N-N异质结,利用其费米能级效应和不同组分之间的协同作用从而增强气敏性能;以及通过构建卵壳结构,增加比表面积、增强与气体的接触,从而降低材料工作温度、大幅提高材料对气体的灵敏度。采用SEM、EDS、XRD、TEM、XPS、BET等手段对材料的结构和性能进行表征。本论文的主要工作如下:(1)制备出形貌规整、结晶良好的立方体Fe₂O₃。对材料进行表征及气敏性能测试,确定了样品在300°C下对三乙胺有一定响应。(2)合成了NiO/Fe₂

【文章页数】：95 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1负电荷吸附机理半导体气敏材料有N型和P型两种

件的使用寿命也会大大缩短，同时资源消耗也很厉害。目前，国内外的半导体气体传感器朝着能耗低、灵敏度高、工作性能稳定、功能和集成化的方向发展。国外在这一目标上投入了大量的资金，比如美eneraMonitorsy已经生产出了智能化的半导体气体传感器。国内的半导体气体传感研发也有四个方....

图1.2正电荷吸附机理(2)体电阻控制型

半导体氧化物会带负电荷，因此会形成一个电场E(图1.2(b))，导体表面指向内部。电子的迁移被该电场所阻止。但是电子的迁移会，电场强度的增加又会使得电子迁移的阻力增大，最终达到平衡状态带在这个过程中会发生向下弯曲。电子的转移使得半导体表面层导电提高了半导体金属氧化物的电....

图1.3技术路线图

本课题的研究路线如图1.3所示，依据技术路线图，对拟开展的工作进行详细描（1）合成不同形貌氧化铁，并选定研究对象；（2）以氧化铁为基体，构建P-N、N-N异质结纳米复合材料；（3）将基体材料用贵金属纳米粒子进行性能增强，并在此基础上构建卵壳结构

图2.1WS-30A测试系统组成

测试的测试原理如图(d)所示，系统采用的是电流电压测试法[70]。选负载电阻Rload与气敏元件进行串联，将工作电压调为5V，即可进行ating为加热电压，通过控制旋钮可以改变气敏元件的工作电压，改变加，从而控制着不同的操作温度。传感器阻值R与RL和Vout的u....

本文编号：3971200