SnO-,2-氣敏性能與微觀結(jié)構(gòu).pdf

1、本論文采用X射線衍射(XRD)分析、掃描電子顯微鏡(SEM)分析，以及通過工作電壓-電阻、靈敏度、選擇性、響應(yīng)恢復(fù)時(shí)間測(cè)試，研究了固相反應(yīng)法和溶膠凝膠法制備的SnO2氣體傳感器基體材料的相結(jié)構(gòu)、晶粒尺寸和氣敏性能；考察SnO2氣體傳感器的組分和加工工藝對(duì)晶粒尺寸和氣敏性能的影響規(guī)律。 分別采用固相反應(yīng)法和溶膠凝膠法制備SnO2基體材料，以Sb2O3為降阻劑，在不同溫度下燒結(jié)，制得SnO2氣體傳感器。XRD和SEM測(cè)試結(jié)果表明：S

2、nO2基體材料的加工方法、降阻劑Sb2O3摻雜劑量、器件燒結(jié)溫度、粘合劑等因素對(duì)晶粒尺寸有顯著影響。溶膠凝膠法制備的SnO2晶粒尺寸約30nm，固相反應(yīng)法制備的SnO2晶粒尺寸約70nm；隨著燒結(jié)溫度的升高，晶粒尺寸相應(yīng)變大；Sb2O3摻雜劑量對(duì)晶粒尺寸的影響較小，銻的摻雜劑量為2％時(shí)，晶粒尺寸約80nm；粘合劑的種類對(duì)晶粒尺寸有影響，有機(jī)粘合劑制備的SnO2晶粒尺寸約70nm，無機(jī)粘合劑制備晶粒尺寸150nm左右。 對(duì)工作電壓

3、-電阻、靈敏度、選擇性、響應(yīng)恢復(fù)時(shí)間的研究表明，溶膠凝膠法制備的SnO2基體材料，降阻劑Sb2O3含量為2％、聚乙烯醇作為有機(jī)粘合劑、鉑為催化劑時(shí)，在500℃下燒結(jié)，制得的SnO2氣體傳感器整體氣敏性能最優(yōu)。 理論分析表明，氣敏傳感器的電阻與遷移率密切相關(guān)，遷移率隨溫度的變化決定了工作電阻變化；納米級(jí)二氧化錫基體的量子尺寸效應(yīng)和表面效應(yīng)使得二氧化錫傳感器氣敏性能優(yōu)化。粘合劑對(duì)二氧化錫晶粒尺寸的影響，通過摻入金屬離子形成凝結(jié)中心，