基于p型金属氧化物半导体异质复合结构气体传感器的研究
发布时间：2022-10-09 18:17
近年来,物联网技术发展迅速导致传感器需求旺盛,而气体传感器作为传感器大家族的一支,在大气环境监测、工农业生产、智慧医疗和家居安全等领域发挥着重要作用。因此,大力发展和开发高性能气体传感器具有重要意义。本论文围绕提高目前研究相对较少的p型金属氧化物半导体气体传感器的气敏性能展开研究,以构筑异质复合结构为主要设计思路,利用不同的制备方法制作了以CuO和NiO为主体的异质复合结构气体传感器,系统的研究了传感器的气敏性能以扩大p型金属氧化物半导体在气体传感器领域的应用,具体研究内容如下:论文综述了p型金属氧化物半导体氧化铜（CuO）和氧化镍（NiO）气体传感器的研究现状,总结了气体传感器的气敏机理和改善气敏性能的方法。采用溶剂热法合成了In掺杂CuO纳米结构,并利用X射线衍射（XRD）、场发射扫描电子显微镜（FESEM）、透射电子显微镜（TEM）和X射线光电光谱（XPS）对所制备的纳米材料的结构和形貌进行了表征。研究了单一CuO和In掺杂CuO纳米结构气体传感器的气敏性能。与单一CuO相比,2 mol%In掺杂CuO传感器具有更好的气敏性能和更低的工作温度;在116℃时,对300 ppm乙醇气...
【文章页数】：96 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
中文摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 金属氧化物半导体气体传感器概述
1.2.1 气体传感器
1.2.2 气体传感器的分类
1.2.3 金属氧化物半导体气体传感器
1.2.4 金属氧化物半导体气体传感器的设计和制备
1.2.5 金属氧化物半导体气体传感器的性能指标
1.3 氧化铜基气体传感器的研究进展
1.3.1 氧化铜纳米结构的制备方法
1.3.2 氧化铜基敏感材料在气体传感器方面的应用
1.4 氧化镍基气体传感器的研究进展
1.4.1 用于气体传感器的氧化镍的合成方法
1.4.2 氧化镍基敏感材料在气体传感器方面的应用
1.5 论文的主要研究内容
第二章 金属氧化物半导体气体传感器敏感机理与增敏方法
2.1 引言
2.2 气体敏感机理
2.2.1 吸附/解吸附模型
2.2.2 电阻控制机制
2.2.3 气体扩散控制机制
2.3 金属氧化物半导体气体传感器的增敏方法
2.3.1 暴露高能晶面
2.3.2 贵金属掺杂改性
2.3.3 氧化物复合异质结构的构建
2.4 本章小结
第三章 In_2O_3-CuO异质复合结构气体传感器的性能
3.1 引言
3.2 实验
3.2.1 纯CuO和 In_2O_3-CuO复合异质结构气体传感器敏感层的制备
3.2.2 表征
3.2.3 传感器的制作和测量
3.3 结果和讨论
3.3.1 XRD分析
3.3.2 XPS分析
3.3.3 SEM分析
3.3.4 TEM分析
3.4 气敏性能研究
3.5 气敏机理分析
3.6 本章小结
第四章 ZnO-CuO复合异质结构气体传感器的气敏性能
4.1 引言
4.2 ZnO NWs-CuO NPs复合异质结构气体传感器的制备及性能研究
4.2.1 实验
4.2.2 表征
4.2.3 气敏性能测试
4.3 ZnO纳米片CuO纳米微球异质复合结构气体传感器的制备及其气敏性能
4.3.1 实验
4.3.2 表征
4.3.3 气敏性能测试
4.4 本章小结
第五章 TiO_2 QDs构建TiO_2-CuO和 TiO_2-NiO复合异质结构气体传感器的气敏性能
5.1 引言
5.2 TiO_2 QDs掺杂CuO构建复合异质结构气体传感器及其气敏性能
5.2.1 气敏材料合成
5.2.2 表征与分析
5.2.3 气敏性能测试
5.3 TiO_2 QDs掺杂NiO构建复合异质结构气体传感器及其气敏性能
5.3.1 气敏材料合成
5.3.2 表征与分析
5.3.3 气敏性能测试
5.4 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 主要结论
6.2 研究展望
参考文献
在学期间的研究成果
致谢
本文编号：3689122
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【学位级别】：硕士
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中文摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 金属氧化物半导体气体传感器概述
1.2.1 气体传感器
1.2.2 气体传感器的分类
1.2.3 金属氧化物半导体气体传感器
1.2.4 金属氧化物半导体气体传感器的设计和制备
1.2.5 金属氧化物半导体气体传感器的性能指标
1.3 氧化铜基气体传感器的研究进展
1.3.1 氧化铜纳米结构的制备方法
1.3.2 氧化铜基敏感材料在气体传感器方面的应用
1.4 氧化镍基气体传感器的研究进展
1.4.1 用于气体传感器的氧化镍的合成方法
1.4.2 氧化镍基敏感材料在气体传感器方面的应用
1.5 论文的主要研究内容
第二章 金属氧化物半导体气体传感器敏感机理与增敏方法
2.1 引言
2.2 气体敏感机理
2.2.1 吸附/解吸附模型
2.2.2 电阻控制机制
2.2.3 气体扩散控制机制
2.3 金属氧化物半导体气体传感器的增敏方法
2.3.1 暴露高能晶面
2.3.2 贵金属掺杂改性
2.3.3 氧化物复合异质结构的构建
2.4 本章小结
第三章 In_2O_3-CuO异质复合结构气体传感器的性能
3.1 引言
3.2 实验
3.2.1 纯CuO和 In_2O_3-CuO复合异质结构气体传感器敏感层的制备
3.2.2 表征
3.2.3 传感器的制作和测量
3.3 结果和讨论
3.3.1 XRD分析
3.3.2 XPS分析
3.3.3 SEM分析
3.3.4 TEM分析
3.4 气敏性能研究
3.5 气敏机理分析
3.6 本章小结
第四章 ZnO-CuO复合异质结构气体传感器的气敏性能
4.1 引言
4.2 ZnO NWs-CuO NPs复合异质结构气体传感器的制备及性能研究
4.2.1 实验
4.2.2 表征
4.2.3 气敏性能测试
4.3 ZnO纳米片CuO纳米微球异质复合结构气体传感器的制备及其气敏性能
4.3.1 实验
4.3.2 表征
4.3.3 气敏性能测试
4.4 本章小结
第五章 TiO_2 QDs构建TiO_2-CuO和 TiO_2-NiO复合异质结构气体传感器的气敏性能
5.1 引言
5.2 TiO_2 QDs掺杂CuO构建复合异质结构气体传感器及其气敏性能
5.2.1 气敏材料合成
5.2.2 表征与分析
5.2.3 气敏性能测试
5.3 TiO_2 QDs掺杂NiO构建复合异质结构气体传感器及其气敏性能
5.3.1 气敏材料合成
5.3.2 表征与分析
5.3.3 气敏性能测试
5.4 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 主要结论
6.2 研究展望
参考文献
在学期间的研究成果
致谢
本文编号：3689122
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