林存冲:金属掺杂氧化锌基相对湿敏传感器性能研究论文

林存冲:金属掺杂氧化锌基相对湿敏传感器性能研究论文

本文主要研究内容

作者林存冲(2019)在《金属掺杂氧化锌基相对湿敏传感器性能研究》一文中研究指出:近年来,由于在人类生活和工业生产中对湿度的监控越来越严格,因此湿度传感器获得了极大的应用与普及,而湿度传感器的性能取决于对湿度敏感材料的选择。氧化锌(ZnO)半导体材料由于其极好的结晶性,高电子霍尔迁移率和良好的热稳定性,尤其是结构形貌的可控性,成为研发低成本、高性能湿度传感器最有潜力的材料之一。然而纯氧化锌(ZnO)湿敏材料依然存在选择性、稳定性、抗干扰能力差等问题,因此期望利用金属元素对ZnO进行修饰来提高氧化锌湿敏材料的性能。金属元素的修饰可以促进氧化锌(ZnO)纳米半导体材料形成具有大比表面积,高活性位点,丰富氧空位的新型湿敏材料。另外,金属元素的修饰还能够增强氧化锌(ZnO)纳米半导体材料的电学特性。因此,吸引了人们对合成新型氧化锌(ZnO)基湿度敏感材料极大的兴趣,成为研发低成本高性能湿度传感器最热门的材料。基于以上观点,本文利用镁和金纳米粒子(AuNPs)成功改性了ZnO纳米半导体材料,对其研究如下:一.通过溶胶-凝胶法成功制取了具有高活性位点和丰富氧空位的Mg掺杂ZnO微米球。经过形貌和结构的分析可知Mg2+成功的掺进了ZnO的晶格中。在室温的条件下,对Mg掺杂ZnO纳米材料进行了湿敏测试。结果表明Mg掺杂ZnO(1.5mol%)微米球在湿度从11%至95%RH的环境中具有最佳的湿敏性能。Mg掺杂ZnO(1.5mol%)阻抗变化约4个数量级,且具有良好的线性响应,小滞后性(4.1%),快速的传感恢复时间(12 s)及响应时间(24 s)。此外,用复阻抗图谱分析了Mg掺杂ZnO(1.5mol%)微球的感湿机理,为湿敏材料进一步优化和器件结构的设计提供了理论指导。二.利用溶胶-凝胶法成功的获取了具有高灵敏度湿度传感性能的纳米金粒子(AuNPs)修饰的黑色ZnO纳米棒(6mL AuNPs)。从EDS和TEM的结论可知纳米金粒子(AuNPs)成功的与黑色ZnO进行了复合。通过SEM清楚地观察到AuNPs/ZnO(6mL AuNPs)纳米棒垂直排列生长并且其内部是相互联通的骨架空间结构,这样的形貌结构可以对水分子进行快速地传递和运输,从而增强其湿敏性能。湿敏测试结果表明,在不同湿度(11%RH到95%RH)环境下,AuNPs/ZnO湿度传感器比纯ZnO湿度传感器具有更快的响应,AuNPs/ZnO湿度传感器(6mL AuNPs)的灵敏度比纯ZnO湿度传感器高出三个数量级的变化,湿度滞后性低至2.8%,响应和恢复时间分别为32.6s和5.6s。

Abstract

jin nian lai ,you yu zai ren lei sheng huo he gong ye sheng chan zhong dui shi du de jian kong yue lai yue yan ge ,yin ci shi du chuan gan qi huo de le ji da de ying yong yu pu ji ,er shi du chuan gan qi de xing neng qu jue yu dui shi du min gan cai liao de shua ze 。yang hua xin (ZnO)ban dao ti cai liao you yu ji ji hao de jie jing xing ,gao dian zi huo er qian yi lv he liang hao de re wen ding xing ,you ji shi jie gou xing mao de ke kong xing ,cheng wei yan fa di cheng ben 、gao xing neng shi du chuan gan qi zui you qian li de cai liao zhi yi 。ran er chun yang hua xin (ZnO)shi min cai liao yi ran cun zai shua ze xing 、wen ding xing 、kang gan rao neng li cha deng wen ti ,yin ci ji wang li yong jin shu yuan su dui ZnOjin hang xiu shi lai di gao yang hua xin shi min cai liao de xing neng 。jin shu yuan su de xiu shi ke yi cu jin yang hua xin (ZnO)na mi ban dao ti cai liao xing cheng ju you da bi biao mian ji ,gao huo xing wei dian ,feng fu yang kong wei de xin xing shi min cai liao 。ling wai ,jin shu yuan su de xiu shi hai neng gou zeng jiang yang hua xin (ZnO)na mi ban dao ti cai liao de dian xue te xing 。yin ci ,xi yin le ren men dui ge cheng xin xing yang hua xin (ZnO)ji shi du min gan cai liao ji da de xing qu ,cheng wei yan fa di cheng ben gao xing neng shi du chuan gan qi zui re men de cai liao 。ji yu yi shang guan dian ,ben wen li yong mei he jin na mi li zi (AuNPs)cheng gong gai xing le ZnOna mi ban dao ti cai liao ,dui ji yan jiu ru xia :yi .tong guo rong jiao -ning jiao fa cheng gong zhi qu le ju you gao huo xing wei dian he feng fu yang kong wei de Mgcan za ZnOwei mi qiu 。jing guo xing mao he jie gou de fen xi ke zhi Mg2+cheng gong de can jin le ZnOde jing ge zhong 。zai shi wen de tiao jian xia ,dui Mgcan za ZnOna mi cai liao jin hang le shi min ce shi 。jie guo biao ming Mgcan za ZnO(1.5mol%)wei mi qiu zai shi du cong 11%zhi 95%RHde huan jing zhong ju you zui jia de shi min xing neng 。Mgcan za ZnO(1.5mol%)zu kang bian hua yao 4ge shu liang ji ,ju ju you liang hao de xian xing xiang ying ,xiao zhi hou xing (4.1%),kuai su de chuan gan hui fu shi jian (12 s)ji xiang ying shi jian (24 s)。ci wai ,yong fu zu kang tu pu fen xi le Mgcan za ZnO(1.5mol%)wei qiu de gan shi ji li ,wei shi min cai liao jin yi bu you hua he qi jian jie gou de she ji di gong le li lun zhi dao 。er .li yong rong jiao -ning jiao fa cheng gong de huo qu le ju you gao ling min du shi du chuan gan xing neng de na mi jin li zi (AuNPs)xiu shi de hei se ZnOna mi bang (6mL AuNPs)。cong EDShe TEMde jie lun ke zhi na mi jin li zi (AuNPs)cheng gong de yu hei se ZnOjin hang le fu ge 。tong guo SEMqing chu de guan cha dao AuNPs/ZnO(6mL AuNPs)na mi bang chui zhi pai lie sheng chang bing ju ji nei bu shi xiang hu lian tong de gu jia kong jian jie gou ,zhe yang de xing mao jie gou ke yi dui shui fen zi jin hang kuai su de chuan di he yun shu ,cong er zeng jiang ji shi min xing neng 。shi min ce shi jie guo biao ming ,zai bu tong shi du (11%RHdao 95%RH)huan jing xia ,AuNPs/ZnOshi du chuan gan qi bi chun ZnOshi du chuan gan qi ju you geng kuai de xiang ying ,AuNPs/ZnOshi du chuan gan qi (6mL AuNPs)de ling min du bi chun ZnOshi du chuan gan qi gao chu san ge shu liang ji de bian hua ,shi du zhi hou xing di zhi 2.8%,xiang ying he hui fu shi jian fen bie wei 32.6she 5.6s。

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  • 论文详细介绍

    论文作者分别是来自新疆大学的林存冲,发表于刊物新疆大学2019-07-23论文,是一篇关于溶胶凝胶法论文,氧化锌论文,金属掺杂氧化锌论文,湿度传感器论文,新疆大学2019-07-23论文的文章。本文可供学术参考使用,各位学者可以免费参考阅读下载,文章观点不代表本站观点,资料来自新疆大学2019-07-23论文网站,若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权,请联系我们删除。

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