金属氧化物半导体纳米气敏材料研究进展

合集下载

相关主题

1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

由金属氧化物半导体材料做成的气敏传感器可用于多个领域，包括农业、工业、医药、汽车、矿山、气体排放＼泄漏、火灾等，并且其社会需求紧迫。这类材料的气敏性机理是基于待测气体的吸附和紧随着的表面氧化还原反应所引起的电阻变化。比表面积相对大些的材料更能凸显它的表面特性，所以气敏材料的尺寸一般要做到纳米级别。作
丙酮气体。此外，研究者们还发现具有特定结构的多元复合金属氧化物有着良好的气敏性能。Ｂｄｄ等人用溶胶凝ｏａｅ
胶法制备的钙钛矿结构的ＬｃＭ。Ｎ０多元复合金属氧ａｏｎｉ。
化物，在对ｌＯｐ的ＨｓＯｐｍ，气体的响应时间仅为５。ｓ
对金属氧化物半导体纳米材料进行贵金属或金属氧化
物的掺杂是开发和研究新型气敏材料的重要方法；扩展气
敏材料体系，寻找多元金属氧化物半导体气敏材料也是当前研究的热点。２材料的形貌和尺寸
为金属氧化物半导体纳米气敏材料在影响其气敏性能方面
ＺＨＡＮＧｅｚｎＸｕ．ｈｏｇ
（ｓｉｔｆｈｓｃｎｌｃｒｎｃＥｇｎｅｉｇＣｏｇｉｇＮｏｍａｉｅｓｙＣｏｇｉｇ４０４）ＩｔｕｅｙｉｓｄＥｅｔｏｉｎｉｅｒ，ｈｎｑｎｒｌｖｒｉ，ｈｎｑｎ００７ｎｔｏＰａｎＵｎｔ
主要包括：材料元素的组成、材料的形貌与尺寸、材料的制备方法等因素。ｌ材料元素的组成作为研究历史较长的气敏材料如：ＳＯ、ＺＯ０、ｎ，ｎ、Ｗ
同种材料由于不同的形貌和尺寸而表现出迥异的气敏
性能。同样是ＣＯ杂ＳＯ料，尺寸为１ｃ的厚膜在ｕ掺ｎ，材２ｍ２０２ｌＯｐ的ｓ０＊对Ｏｐｍ（气体灵敏度为７５０；而２ｎ的空心． ×１５ｍ球在３＊对ｌｐｍ２体的灵敏度就达到５６。５（Ｏｐ的ＨＳ２气．１。Ｘ０
ＡｂｔａｔＡｓｔｅｍａｓｖｅｄｙｔｏｉｔ．ｎｍｅａｘｄｅｃｎｕｔｒｇｓｓｎｉａｅｉｌｂｃｍｅｔｅｒｓａｃｓｒｃ：ｈｓｉｅｎｅｓｂｈｅｓｃｅｙｎａｏ．ｔｌｉｅｓｍｉｏｄｃｏａｅｓｎｇｍｔｒａｓｅｏｈｅｅｒｈｏｈｔｐｔＴｈｓｐｐｒｒｖｅｄｔｅｇｓｓｎｉｖｔｆｎｎ．ｅａｘｄｅｃｎｕｔｒｇｓｓｎｓｔｅｍａｅｉｌｉｈｗａｏｓｏ．ｉａｅｅｉｗｅｈａｅｓｔｉｏａｏｍｔｌｏｉｅｓｍｉｏｄｃｏａｅｉｉｔｒａｓｗｈｃｓｉｙ：ｖｉｒｖｄｂｈｌｍｅｔｈａｅｉｌｏｐｓｔｏ，ｒｈｏｏｙａｄｓｚｏｔｏ，ｎｒｐｒｔｎｍｅｈｓｍｐｏｅｙｔｅｅｅｎｓｉｔｅｍｔｒａｍｏｉｎｍｏｐｌｇｎｉｅｃｎｒｌａｄｐｅａａｉｔｏｄ．ｎｃｉｏＫｅｏｄ：ｉｅＳｅｃｎｄｔｒＧａｅｉｉｅｍａｅｉｌ；ｒｇｅｓｙｗｒｓ０ｘｄｍｉｏｕｃｏ；ｓｓｎｓｔｔｒａｓＰｏｒｓｖ
因为随着材料粒径的减小，表面原子数增多，也就产
生含有大量不饱和键、表面悬挂键和氧空位的特殊表面结构而造成很高的表面能。这样的金属氧化物纳米材料更容易吸附气体并与之进行反应。因此研究者倾向于制备比表面积大的纳米材料如：零维的纳米颗粒、一维纳米管、纳米线、纳米带、纳米棒等，来提高材料单位体积对气体的吸附量，进而提高材料对气体的灵敏度、响应时间等气敏指标。Ｌｅｅ等人用水热法制备的ｗ心纳米微球对Ｏ空ｌｐＮ灵敏度比ｗ。心纳米微球提高了２２，达到ｐｍ０的０实．倍
Ｆ是单种金属氧化物。Ｋｍ人用静电纺织的方法ｅ等０ｉ等
制备了Ｓ０纳米纤维，晶粒大小为５１ｎ，能够响应ｎ～５ｍ１０ｐ的Ｎ。ａｋ５ｐｂＯ。Ｐｒ等人用ＭＣＤＯＶ的方法制备了ＺＯｎ纳米棒
张学忠
（庆师范大学物理与电子工程学院，重庆４０４）重００７
摘
要：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。关键词：氧化物半导体；气敏材料；进展
ＤＩＩ．９９ｊｓ．６１６９．０．２０５Ｏ：５６／．ｓ１７ — ５６２５．０Ｏｉｎ１１
ＴｈｓａｃｒＩｒｓｆＮａｏｍｅａｉｅＳｅｉｏｄｔｒＧａｅｓｔｖａｅｉｌｅＲｅｅｒｈＰｏｇｅｓｏｎ．ｔｌＯｘｄｍｃｎｕｃｏｓＳｎｉｅＭｔｒａｓｉ