基于密度泛函理论计算的气敏研究方法及其具体应用

发布时间：2021-07-19 16:12

　　随着社会的飞速发展,环境污染问题日益严重,其中空气质量问题尤为突出,并对人们的健康生活构成了威胁。金属氧化物半导体气体传感器具有制作简单、成本低廉、使用方便、灵敏度高、可集成至电子产品中等优点,使其在环境监测、公共安全和航空航天等领域得到了广泛应用。然而,目前的金属氧化物半导体气体传感器仍存在响应/恢复时间较长、选择性、稳定性较差以及工作温度较高等问题,此外,目前主要使用“试错法”来筛选特定的气体敏感材料和传感器,这一过程不仅增加了实验成本而且延长了设计周期,以上问题严重阻碍了气体传感器的工业化应用。因此,通过揭示金属氧化物半导体气敏材料的传感机制,理解出现这些问题的原因并提出对应的解决方法,达到精准设计气体传感器的目的,这是未来的发展趋势。密度泛函理论（DFT）计算可以从理论上描述气体分子在金属氧化物半导体气敏材料表面的吸附-脱附过程、电子转移现象以及氧化还原过程中可能存在的中间体,这些都对传感机理的深入理解至关重要。因此,通过引入DFT计算,结合具体实验,有望揭示传感机理,为未来气体传感器的设计奠定了基础。然而,目前在气体传感器研究领域,DFT计算与实验相结合的气敏机理研究方法还较... 

【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校

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【学位级别】：博士

【部分图文】：

图１．１几种ＰＶＤ法

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?第一章绪论???（ａ）??ｆ?＾??Ｉ?ｊ?Ｈｅａｔｅｒ?ｐ??ｔｏｎ?ｇａｕｇｅ?Ｉ?■?§；?ｓｔａｇｅ?■■■■■ｂ??ｒ－???．；：￡：?Ｊ＃??ｒｇａ？ＳＢ［Ｅ?：；．?■?Ｊ??ｂｕｆｃｂｌｅｆ??１ｖ?ＢＳ＠ＢＱ９Ｈ??■＿＿＿＿ｉ??图１．３?（ａ）?ＭＢＥ方法示意图；（ｂ）利用ＭＢＥ方法在ＬＳＡＴ?（００１）衬底上生长ＢａＳｎ０３薄膜??［４０］??ｅ??脉冲激光沉积（Ｐｕｌｓｅｄ?Ｌａｓｅｒ?Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ，?ＰＬＤ）是利用高能量激光对靶材进??行烧蚀，通过它们之间的相互作用，在形成等离子羽状物后沉积在衬底上的过程。??其特点是沉积速率较快、周期短、组分可控等。如图１．４所示，利用ＰＬＤ法可获??得稳定、高密度功能薄膜｜４１１。ＰＬＤ作为一种新生的沉积技术，将在半导体、超晶??格、超导、量子点材料制备上发挥着重要作用。??０?２?４＾８??图１．４利用ＰＬＤ法制备稳定、髙密度的ＮｉＯ／ＣｕＢｉＡ薄膜Ｍ１］。??１．２．?２．?２液相法??液相法是指，金属盐类在均相溶液中，经一定条件或操作，使金属离子沉淀??或结晶的过程。常见的液相法包括：水热／溶剂热法、沉淀法、溶胶－凝胶法和微??乳液法等。??水热／溶剂热法是用水或有机溶剂作为反应过程中的溶剂，在密闭的高压反??５??

【参考文献】：
期刊论文
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博士论文
[1]基于半导体金属氧化物的恶臭传感器构筑与性能研究[D]. 刘波.中国科学技术大学 2019



本文编号：3291008