溶胶-凝胶法制备掺钛SnO2薄膜的气敏光学特性研究
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( 华南理工大学 理学院 , 广东 广州 5 04 ) 160
摘
要 :采用溶胶一 凝胶 (o—e) slg1法制备掺钛 SO 薄膜 , n 通过 制备过程 中变化不 同质量分数 的钛掺杂来
制备 3种不 同质量分数( ,0 ,5%) 5% 1 % 1 的掺钛 S O n 薄膜 。在常温下对膜 片在丙酮 、 甲烷气氛 中进行气
t i l e a e y s lg lm e ho h n f m pr p r d b o — e t d i
F NG Jny a E i —u n,Z U Yi i EN Ja —in HO - ,D G in qa g y ( c o l f c ne S uhC iaU ies yo eh o g , a gh u50 4 , hn ) Sh o i c ,o t hn nvri fT c n l y Gu n z o 1 60 C ia oS e t o
8 4
传感器 与微 系统 ( rndcr n coyt eh o g s Tasue dMi ss m T cnl i ) a r e oe
21 02年 第 3 卷 第 2期 1
溶 胶一 凝胶 法 制 备掺 钛 S O2 n 薄膜 的气 敏 光 学 特 性研 究
冯金垣 ,周壹 义 , 健 强 邓
t e a eo e a mo p r n meha amo ph r r e e r h d a h ro h c tn t s hee a d t ne t s e e a e r s a c e tt e o m tmp r t e e e aur .Th r s ls s o t a e e ut h w h t
中图分类号 :O 3 ; 5 4 4 067 文献标识码 :A 文章编号 :10 -7 7 2 1 )20 8 -3 00 98 ( 02 0 -04- 0
S u y o a -e sn ptc lpr pe te fS O2: t d n g s s n i g o i a o r is o n Ti
Absr t: Sn : h n f m s prpae y s lg l meho tac O2 Titi l i e r d b o — e t d.S i nO2: hn fl o h e dfe e tma sfa t ns Tit i m( % ,0 ,5 )r r ae u n epeaai rcs. h a— nigot a poet so tefm i 5 1 % 1 % a pe r d r gt rprt npoesT egs es pi l rpre f h l n e p d i h o s n c i i
S O2 T h n f m a i ee tr s o s sfrd f rn s a n sr lt d t o i gq a t i s Ma sf ci n o n : iti l h s df r n e p n e i ee t e t sa d i e ae d p n u ni e . s r t f i f o f t g o t a o 5% S O2 T hn f m n t e a eo e amo p e e r ma n t1 n : i i l i h c tn t s h r e i s a 3% a h a g f1 0 t i tt e r n e o 0—25 0n w v l n t . 3 0 m a ee gh Ma sfa l n o 5% S O2 T hn f n i h t a e amo p e e r man r u s r ci f1 o n : it i h n t e meh n t s h r e i s ao d 7% a h a g f17 0— i tt e r n e o 0
2 0 m v l n h 0 n wa e e g . 3 t
K e r y wo ds: s lg lm eh d;S o— e to nO2 Tit i l ;a eo e am o p r : hn f m i c t n t s hee;meha t s e e;rfe tvt t ne amo ph r e c iiy;s nst— l e ii
v t iy
0 引 言
实验 结 果 发 现 , 薄膜 对 丙 酮 、 甲烷 不 同气 氛 有 着 明显 的不 同
S O 作为一种新 型功能材 料 , n 具有熔 点 高 、 高温 下不 易分解 、 化学性质稳定 、 易与强酸强碱反应等许多独特的 不 光学 、 电学及催化性能 , 广泛用于半导体 、 阳能 电池 、 被 太 气 体传感 器 、 液晶显示 器 、 催化剂 以及 光学技术 等领域 。 以 S O 为气 敏材料制备 的气体传感器 , n, 可用 于工业 、 国防 、 民用 、 运输等领 域检 测易燃 易爆 还原性 气 体 , 市场需 求 庞 大。纯净 SO n 的气体灵敏度较低 , 在一定程度上影响 了气 体传感器的检测精度 。很多研 究 已发 现 , 掺杂 贵金属 或其 他物质 , 以抑制 S O 可 n 晶粒 的长大 , 改善材料 的半导体 性 能, 提高其气体灵敏度 。 本实验 中, 采用溶胶一 凝胶法制备掺钛 S O 薄膜 , n 研究
敏光学特性测试 。结果表明 : 掺钛 S O n 薄膜 在常温下对不 同的测试气体 具有不 同的反应 , 并且 薄膜 的灵 敏度与掺杂量有关 ; 质量分数为 5 %钛掺杂 S O n 。薄膜在丙酮气氛下 的灵敏度 在 1 0 - 5 0 m波长范 围 0 2 0 3 n
保持在 l 3%左右 , 而质量分数 为 1 5%钛掺杂 S O n ,薄膜在 甲烷气氛下 的灵 敏度在 1 0 - 3 0n 0 2 0 m范 围内 7 保持在 7 %左右 。 关键词 :溶胶一 凝胶法 ; 掺钛 S O n 。薄膜 ; 丙酮气氛 ;甲烷气氛 ; 反射率 ; 灵敏度
摘
要 :采用溶胶一 凝胶 (o—e) slg1法制备掺钛 SO 薄膜 , n 通过 制备过程 中变化不 同质量分数 的钛掺杂来
制备 3种不 同质量分数( ,0 ,5%) 5% 1 % 1 的掺钛 S O n 薄膜 。在常温下对膜 片在丙酮 、 甲烷气氛 中进行气
t i l e a e y s lg lm e ho h n f m pr p r d b o — e t d i
F NG Jny a E i —u n,Z U Yi i EN Ja —in HO - ,D G in qa g y ( c o l f c ne S uhC iaU ies yo eh o g , a gh u50 4 , hn ) Sh o i c ,o t hn nvri fT c n l y Gu n z o 1 60 C ia oS e t o
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传感器 与微 系统 ( rndcr n coyt eh o g s Tasue dMi ss m T cnl i ) a r e oe
21 02年 第 3 卷 第 2期 1
溶 胶一 凝胶 法 制 备掺 钛 S O2 n 薄膜 的气 敏 光 学 特 性研 究
冯金垣 ,周壹 义 , 健 强 邓
t e a eo e a mo p r n meha amo ph r r e e r h d a h ro h c tn t s hee a d t ne t s e e a e r s a c e tt e o m tmp r t e e e aur .Th r s ls s o t a e e ut h w h t
中图分类号 :O 3 ; 5 4 4 067 文献标识码 :A 文章编号 :10 -7 7 2 1 )20 8 -3 00 98 ( 02 0 -04- 0
S u y o a -e sn ptc lpr pe te fS O2: t d n g s s n i g o i a o r is o n Ti
Absr t: Sn : h n f m s prpae y s lg l meho tac O2 Titi l i e r d b o — e t d.S i nO2: hn fl o h e dfe e tma sfa t ns Tit i m( % ,0 ,5 )r r ae u n epeaai rcs. h a— nigot a poet so tefm i 5 1 % 1 % a pe r d r gt rprt npoesT egs es pi l rpre f h l n e p d i h o s n c i i
S O2 T h n f m a i ee tr s o s sfrd f rn s a n sr lt d t o i gq a t i s Ma sf ci n o n : iti l h s df r n e p n e i ee t e t sa d i e ae d p n u ni e . s r t f i f o f t g o t a o 5% S O2 T hn f m n t e a eo e amo p e e r ma n t1 n : i i l i h c tn t s h r e i s a 3% a h a g f1 0 t i tt e r n e o 0—25 0n w v l n t . 3 0 m a ee gh Ma sfa l n o 5% S O2 T hn f n i h t a e amo p e e r man r u s r ci f1 o n : it i h n t e meh n t s h r e i s ao d 7% a h a g f17 0— i tt e r n e o 0
2 0 m v l n h 0 n wa e e g . 3 t
K e r y wo ds: s lg lm eh d;S o— e to nO2 Tit i l ;a eo e am o p r : hn f m i c t n t s hee;meha t s e e;rfe tvt t ne amo ph r e c iiy;s nst— l e ii
v t iy
0 引 言
实验 结 果 发 现 , 薄膜 对 丙 酮 、 甲烷 不 同气 氛 有 着 明显 的不 同
S O 作为一种新 型功能材 料 , n 具有熔 点 高 、 高温 下不 易分解 、 化学性质稳定 、 易与强酸强碱反应等许多独特的 不 光学 、 电学及催化性能 , 广泛用于半导体 、 阳能 电池 、 被 太 气 体传感 器 、 液晶显示 器 、 催化剂 以及 光学技术 等领域 。 以 S O 为气 敏材料制备 的气体传感器 , n, 可用 于工业 、 国防 、 民用 、 运输等领 域检 测易燃 易爆 还原性 气 体 , 市场需 求 庞 大。纯净 SO n 的气体灵敏度较低 , 在一定程度上影响 了气 体传感器的检测精度 。很多研 究 已发 现 , 掺杂 贵金属 或其 他物质 , 以抑制 S O 可 n 晶粒 的长大 , 改善材料 的半导体 性 能, 提高其气体灵敏度 。 本实验 中, 采用溶胶一 凝胶法制备掺钛 S O 薄膜 , n 研究
敏光学特性测试 。结果表明 : 掺钛 S O n 薄膜 在常温下对不 同的测试气体 具有不 同的反应 , 并且 薄膜 的灵 敏度与掺杂量有关 ; 质量分数为 5 %钛掺杂 S O n 。薄膜在丙酮气氛下 的灵敏度 在 1 0 - 5 0 m波长范 围 0 2 0 3 n
保持在 l 3%左右 , 而质量分数 为 1 5%钛掺杂 S O n ,薄膜在 甲烷气氛下 的灵 敏度在 1 0 - 3 0n 0 2 0 m范 围内 7 保持在 7 %左右 。 关键词 :溶胶一 凝胶法 ; 掺钛 S O n 。薄膜 ; 丙酮气氛 ;甲烷气氛 ; 反射率 ; 灵敏度