摻雜改性納米晶SnO2薄膜制備及其氣敏特性的研究.pdf

1、國內(nèi)圖書分類號：TN304.92國際圖書分類號:620工學(xué)碩士學(xué)位論文摻雜改性納米晶SnO2薄膜制備及其氣敏特性的研究碩士研究生：劉寶豐導(dǎo)師：吳曉宏副教授申請學(xué)位：工學(xué)碩士學(xué)科、專業(yè)：化學(xué)工程與技術(shù)所在單位：理學(xué)院化學(xué)系答辯日期：2009年6月29日授予學(xué)位單位：哈爾濱工業(yè)大學(xué)哈爾濱工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文I摘要SnO2半導(dǎo)體氣敏傳感器因其具有結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，靈敏度高，工藝成熟等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛用于可燃性氣體、有毒氣體的檢漏報(bào)警，以及環(huán)境氣

2、體的監(jiān)控等領(lǐng)域。本文采用溶膠凝膠提拉法以無機(jī)金屬鹽SnCl2H2O為原料，制備納米晶SnO2薄膜。通過Sb、Ag和Si等元素?fù)诫s，來降低工作溫度、提高靈敏度，從而得到較高氣敏性的納米晶SnO2薄膜。研究了熱處理溫度、薄膜層數(shù)、pH值、溶膠濃度等因素對SnO2薄膜氣敏性能的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，溶液濃度為0.6molL、pH值2.5、陳化4天，薄膜層數(shù)為6層，燒結(jié)溫度為570℃時(shí)所得納米晶SnO2薄膜性能較好，檢測溫度320℃時(shí)，檢測100

3、0ppmH2靈敏度達(dá)到2.30。分別研究了Cu和Sb摻雜對SnO2薄膜氣敏性的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，Sb和Cu的摻雜都可以提高SnO2薄膜的氣敏性，其中Sb的摻雜效果較好。當(dāng)Sb的摻雜含量為3%時(shí)，檢測溫度320℃時(shí)，檢測1000ppmH2靈敏度達(dá)到2.95。為了進(jìn)一步提高SnO2薄膜的氣敏性，研究了Sb和Ag的復(fù)合摻雜對SnO2薄膜氣敏性的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，Sb和Ag的復(fù)合摻雜可以進(jìn)一步提高SnO2薄膜的氣敏性。當(dāng)Sb和Ag的摻雜含量

4、分別為3%和1%時(shí)，檢測溫度290℃時(shí)，檢測1000ppmH2靈敏度達(dá)到3.61。為了降低檢測溫度，研究了Sb、Si和Ag復(fù)合摻雜對SnO2薄膜氣敏性的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，Sb、Si和Ag的復(fù)合摻雜可以降低SnO2薄膜的檢測溫度。當(dāng)Sb、Si和Ag的摻雜含量分別為3%、1%和1%時(shí)，檢測溫度260℃時(shí)，檢測1000ppmH2靈敏度達(dá)到3.52。采用X射線衍射儀（XRD）、原子力顯微鏡（AFM）和掃描電鏡（SEM）等測試手段，對摻雜前后的