ZnO柔性气体传感器的激光制备及其性能研究

发布时间：2023-11-25 00:55

　　改革开放以来,随着我国工业化、城市化的进程不断推进,经济蓬勃发展的同时不可避免的遇到了环境污染问题,其中气体污染首当其冲。污染气体NQ2因其来源的多元以及对环境的巨大危害性而备受人们关注。半导体材料ZnO因其具有高的比表面积、对NO2灵敏的响应以及较低的制备成本已经被应用到对NO2气体的监测中去。目前使用ZnO作为气体传感器敏感材料来监测NO2的技术已经比较成熟,市面上也有一些此类商业化产品,但是它们基本有一个共同点:ZnO的工作温度都较高(约200-400℃),受此桎梏,这类传感器大多内置微加热器。另一方面,随着人们保健意识的不断提高,为了构建具有个性化诊断和环境监测功能的柔性智能传感器网络,对气体传感器又有了更高的性能要求:柔性可穿戴。针对以上需求,本课题以能在室温下工作的(～25℃)柔性ZnO基气体传感器为目标开展研究,主要工作包括:一、根据气体传感器柔性化的需求选择具有耐高温、高绝缘性和柔韧性好的材料——聚酰亚胺作为制备ZnO的基底材料。采用飞秒激光直写技术在聚酰亚胺薄膜上制备图案化的碳电极,以此作为连接气敏元件的导电材料;接着在图案化的碳电极上采用基于激光的局部热液合成法制备...

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
缩略词表
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 气体传感器研究现状
        1.2.1 概述
        1.2.2 气体传感器分类
        1.2.3 气体传感器的重要技术指标
        1.2.4 ZnO基气体传感器
    1.3 柔性气体传感器研究现状
    1.4 激光技术的应用
    1.5 选题意义及研究内容
第2章 实验设备材料及方法
    2.1 实验原材料
    2.2 实验设备
    2.3 表征手段
第3章 激光直写ZnO气体传感器的碳基电极
    3.1 引言
    3.2 实验
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 碳化PI电极的导电性能
        3.3.2 碳化PI电极的微观表征
    3.4 本章小结
第4章 激光局部热液法合成ZnO及其表征
    4.1 引言
    4.2 实验
        4.2.1 溶液的配制与样品的准备
        4.2.2 激光局部水热合成ZnO
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 激光局部热液法合成ZnO的温度场仿真
        4.3.2 ZnO的微观表征
    4.4 本章小结
第5章 ZnO气敏测试及性能分析
    5.1 引言
    5.2 实验
        5.2.1 搭建气体检测系统
        5.2.2 气体检测系统的使用方法
        5.2.3 常规气敏测试
        5.2.4 弯曲基底下的气敏测试
    5.3 本章小结
第6章 ZnO气体传感器采集模块设计
    6.1 引言
    6.2 系统硬件电路设计
        6.2.1 系统整体结构框图
        6.2.2 电路设计
        6.2.3 硬件选择
    6.3 软件设计
    6.4 本章小结
第7章 总结和展望
    7.1 工作总结
    7.2 工作展望
参考文献
致谢
攻读硕士期间所发表论文情况



本文编号：3866946