金属氧化物半导体纳米气敏材料研究进展

由于社会需求紧迫,金属氧化物半导体纳米气敏材料成为当今研究的热点。本文综述了从材料元素的组成、形貌及尺寸的控制以及制备方法等方面来提高金属氧化物半导体纳米材料气敏性能的研究进展。     

纳米WO_3基材料的研究进展

WO3是一种优良的n型无机半导体材料,因其独特的物理化学性质及在光致变色、气敏、光催化降解等领域的广泛应用,得到了人们的普遍关注。结合近年来国内外相关文献,综述了WO3的制备方法及掺杂改性的研究进展,比较了几种常用制备方法的优缺点,探讨了掺杂的种类以及不同掺杂对纳米WO3材料在电致变色、气敏、光学性质及其他方面的影响。最后,对纳米WO3材料的发展趋势和纳米WO3材料掺杂制备优化的前景做出了展望和分析。     

纳米WO3材料的制备及掺杂改性进展

纳米WO3是过渡金属化合物半导体,因其具有良好的电致变色、气致变色、光致变色、气敏特性而得到广泛地应用和研究。通过不同的掺杂方法、掺杂物和合理的掺杂量可实现材料改性。本文结合近年来国内外相关文献,综述了纳米WO3材料的研究现状和进展,重点概述了纳米WO3基超细粉体和薄膜的常见制备方法（沉淀法、微乳液法、溅射镀膜法和溶胶-凝胶法）并对不同制备方法的优缺点进行比较;介绍了不同掺杂对纳米WO3基材料的改性进展,尤其是掺杂对WO3材料电致变色、气敏特性以及催化性能方面的影响及应用进行了较为详细的综述,WO3适度的掺杂提供了更多的电子（或空穴）,提高了电导率,对WO3的性能产生影响;最后对纳米WO3材料的发展前景进行了展望。     

纳米WO3材料的制备及掺杂改性进展

纳米WO3是过渡金属化合物半导体,因其具有良好的电致变色、气致变色、光致变色、气敏特性而得到广泛地应用和研究.通过不同的掺杂方法、掺杂物和合理的掺杂量可实现材料改性.本文结合近年来国内外相关文献,综述了纳米WO3材料的研究现状和进展,重点概述了纳米WO3基超细粉体和薄膜的常见制备方法(沉淀法、微乳液法、溅射镀膜法和溶胶-凝胶法)并对不同制备方法的优缺点进行比较;介绍了不同掺杂对纳米WO3基材料的改性进展,尤其是掺杂对WO3材料电致变色、气敏特性以及催化性能方面的影响及应用进行了较为详细的综述,WO3适度的掺杂提供了更多的电子(或空穴),提高了电导率,对WO3的性能产生影响;最后对纳米WO3材料的发展前景进行了展望.     

材料制备对H2S元件气敏特性的影响

用不同方法制备H2 S气敏元件 .将 (CH4) 5H5[H2 (WO4) 6]·H2 O重结晶热分解得到纳米WO3 材料 ,再掺杂ZnS以及Al2 O3 制得的气敏元件对微量H2 S气体具有较好的灵敏度、选择性和较快的响应恢复特性 .用X射线衍射仪分析了材料的微观结构 .     

WO_3纳米薄膜气敏性能研究进展

三氧化钨(WO3)纳米薄膜是一种典型的气敏材料,如何提高薄膜的气敏性能一直是薄膜气敏传感器材料领域的研究重点.本文结合近年来国内外研究成果,综述了最近几年纳米WO3薄膜的研究现状和进展,阐述了改善WO3薄膜气敏性能的重要方法.     

新型碳纳米管复合薄膜材料的气敏性能

采用射频反应磁控溅射锡(Sn)靶和钨(W)靶的方法制备了SnO2/WO3/MWCNT复合薄膜材料和相应的气敏传感器,通过FSEM、XRD和XPS等方法分析了复合薄膜材料的横断面表面形貌、物相结构及表面化学组成,测试了该气敏传感器的灵敏度、选择性和响应恢复等气体敏感性能.实验结果表明:该复合薄膜气敏传感器具有较好的气敏性能,对NO2有较好的灵敏度,对其他干扰气体不敏感;SnO2/WO3/MWCNT薄膜中,W、Sn、C主要以W+6、Sn+4和C的形式存在.文中还对气敏响应机理进行了初步的分析与讨论.     

高分散SnO_2纳米粒子的制备及其气敏性能研究

为了提高n型半导体SnO2气敏材料的性能,以碳微球为载体,制备了高度分散、粒径均匀的SnO2纳米粒子.采用静态配气法对基于该SnO2的气敏元件性能进行了系统测试,结果表明,在工作温度为330℃时,实验所得SnO2气敏元件对乙醇气体呈现出优异的响应灵敏度,性能优于相同测试条件下商用SnO2气敏材料.对5×10-6~200×10-6乙醇气体测试,结果显示,材料灵敏度与气体浓度有一定的依赖关系,灵敏度随着气体浓度的增加呈线性增长.     

纳米WO3材料NO2气敏特性的研究

通过热分解法 ,制备获得纳米WO3 材料 ,以此WO3 为气敏材料 ,应用溶胶凝胶法 ,制备纳米SiO2 掺杂材料 ,研制NO2 气敏元件 .该元件对NO2 气体有较高的灵敏度和较好的选择性 .利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪 ,分析材料的微观结构 ,进行气敏特性机理探讨 .     

纳米WO3材料NO2气敏特性的研究

通过热分解法 ,制备获得纳米WO3 材料 ,以此WO3 为气敏材料 ,应用溶胶凝胶法 ,制备纳米SiO2 掺杂材料 ,研制NO2 气敏元件 .该元件对NO2 气体有较高的灵敏度和较好的选择性 .利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪 ,分析材料的微观结构 ,进行气敏特性机理探讨 .     

WO3基的气敏传感器的研究现状及气敏性能提升的机理分析

随着市场对有机挥发性气体检测技术要求的日益提高,金属半导体气敏传感器由于其工作温度较低、循环稳定性好、响应和恢复时间短等特点而受到广泛关注.三氧化钨(WO₃)作为一种典型的n型金属半导体气敏材料,由于其特殊的气敏特性而在探测各类有毒有害物质的领域中受到了人们普遍重视.传感材料的结构和形貌、暴露晶面、金属氧化物和贵金属离子的引入,对改善材料的气敏性能起着关键性的作用.文章介绍了WO₃气敏传感器材料对各种气体的应用,提出基于WO₃的气敏传感器研究过程中所面临的难题,并对其未来发展方向进行了展望.     

掺杂ZnO气敏特性的研究进展

ZnO是一种新型的、性能优良的半导体材料。本文介绍了ZnO的制备和掺杂研究进展及其气敏机理,并指出了今后的发展趋势。     

新型多壁碳纳米管复合薄膜材料气敏性能研究1

采用射频反应磁控溅射锡（Sn）靶和钨（W）靶的方法制备了SnO2/WO3/MWCNT复合薄膜材料和气敏元件,通过XRD和XPS实验分析了复合薄膜材料的物相结构及表面化学状态,测试了该气敏传感器的气体敏感性能,包括灵敏度、选择性等特性,实验结果表明,该复合薄膜气敏传感器表现出较好的气敏性能,对NO2有较好的灵敏度,对其他干扰气体不敏感。对实验结果与气敏响应机理进行了初步的分析与讨论。     

气敏材料Zn2 SnO4的制备及其特性测量的实验研究

为解决实验内容方法陈旧,制备气敏元件的性能指标无法满足实际测试要求的问题,对半导体气敏材料的制备及其气敏特性测量进行了实验研究,从而提高元件的性能,并使实验内容满足本科教学更加贴近科学研究前沿的需求。通过采用溶剂热法制备了三元金属氧化物Zn2 SnO4气敏材料并对其性能进行了系统测量,并将该实验内容应用于电子功能材料实验的开放性创新实验中。结果表明,基于Zn2 SnO4材料的气敏元件对HCHO 气体表现出优异的气敏特性。通过该实践过程,使学生掌握一种合成纳米材料的新方法,了解材料表征方法,该项目的实施有利于学生提高科研素质和创新能力的培养。     

半导体气敏陶瓷的研究方法

以SnO2为基体材料的气敏元件为例，总结了半导体气敏陶瓷元件的制备过程和研究方法，分析了掺杂、热处理和表面修饰工艺对气敏元件性能的影响，介绍了气敏元件性能的实验和检测方法。     

不同pH合成的MWCNTs-WO_3复合材料的室温气敏性能

为提高WO3的气敏性能,采用水热合成法,以钨酸钠(Na2WO4·2H2O)和多壁碳纳米管(MWCNTs)为原料,合成多壁碳纳米管与三氧化钨(MWCNTs-WO3)复合材料。通过调节溶液的pH,对合成复合材料的形貌、尺寸进行控制合成,并在常温下对NO的气敏性能进行检测。研究结果表明:所得样品均为六方相WO3和MWCNTs,复合材料的尺寸随着pH(pH=2~5)的增大而增加,形貌也由棒状转化为立方体状。当pH=3时,WO3与MWCNTs相互结合形成网状复合材料,对NO表现出良好的气敏性能,室温条件下对体积分数为9.7×10-5的NO灵敏度可达16.8%,具有响应时间快,选择性好的优点。     

贵金属掺杂纳米偏锡酸锌气敏性能及其机理分析

运用共沉淀法制备出纳米ZnSnO3粉末,X射线衍射仪(XRD)分析为纯的ZnSnO3相,透射电镜(TEM)分析表明粒度达到纳米级.利用传统的旁热厚膜制备工艺制备了纯ZnSnO3及其掺杂贵金属的气敏传感器,测试了气敏性能.通过对气体吸附机理和扫描电子显微镜(SEM)对敏感层的分析解释气敏性能提高的原因.结果表明: Ag+、Pd2+的掺杂可提高器件对C2H5OH的灵敏度,对H2敏感度的提高达到15倍以上.掺杂阻碍了基体晶粒的长大,使其表面不规则且有较多气孔,这是气敏性能提高的主要原因.     

ZnO薄膜的气敏和光电性能的研究进展

ZnO是一种新型的宽带隙半导体材料,在气敏器件、光电器件及压电器件等方面具有广泛的应用前景,因而受到物理学界的广泛关注。本文介绍ZnO薄膜的气敏、光电性能的研究进展。     

CuO/In2O3复合纳米材料的制备及其正丁醇气敏性能研究

p-n结独特的势垒效应能够显著地改变半导体复合材料的光学和电学性能,同时也能影响气敏元件的灵敏度。通过两步水热法制备出不同质量比的CuO/In₂O₃复合纳米材料。利用X射线衍射仪、扫描电镜、透射电镜和X射线光电子能谱等方法分析了材料的形貌和结构。观察到CuO为球形分级结构,In₂O₃纳米颗粒附着在其表面。通过气敏性能测试发现,CuO/In₂O₃复合纳米材料中CuO与In₂O₃的质量比为1∶2时,样品在225℃下对体积浓度为100×10^-6的正丁醇的灵敏度为107,相对纯In₂O₃纳米颗粒提升了57%。另外,该样品也对正丁醇表现出很好的选择性和稳定性。     

棒状Pd/FeVO_4粉体的制备及其气体敏感性能研究的探究性实验设计

棒状Pd/FeVO_4粉体的制备及其气体敏感性能的探究性实验是一个新型的实验课程。通过低温水热-化学还原法制备了棒状Pd/FeVO_4粉体,对样品的晶体结构、形貌、元素组成进行了表征,并研究了其对苯甲醇气体的气敏性能。实验结果显示,Pd纳米颗粒修饰的FeVO_4粉体气敏性能得到了明显的提升。实践表明,该实验涵盖知识点多,综合了一维纳米材料的低温化学法制备、结构表征和半导体材料物理性能测试及研究等基本实验技能,有利于培养学生综合运用知识并进行科学研究的精神及团队协作能力,可作为陕西师范大学物理学院创新班的探究性实验内容。