In-,2-O-,3-系半導(dǎo)體復(fù)合氧化物氯氣敏感特性的研究.pdf

1、氯氣是現(xiàn)代工業(yè)的重要原料之一，60％以上的商業(yè)化學(xué)品在其生產(chǎn)過程中要用到氯氣，同時(shí)氯氣又是有毒有害氣體，對人和動(dòng)、植物的危害性極大，生產(chǎn)、儲運(yùn)和使用過程中經(jīng)常因?yàn)檫@些毒氣的外泄和濃度過大造成重大傷亡事故。而人對氯氣的嗅覺閾遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于國際健康安全組織(HSE)公布的無害標(biāo)準(zhǔn)。因此，在工業(yè)區(qū)或有可能產(chǎn)生相當(dāng)危害的生活區(qū)使用高性能的氯氣傳感器對空氣中的氯氣實(shí)施實(shí)時(shí)、實(shí)地監(jiān)測是非常必要的。半導(dǎo)體氣體傳感器由于具有靈敏度高、響應(yīng)時(shí)間快、體積小、使用

2、方便等優(yōu)點(diǎn)成為世界上產(chǎn)量最大、應(yīng)用最廣的氣體傳感器之一。 本文采用化學(xué)共沉淀法分別合成了納米半導(dǎo)體復(fù)合氧化物材料體系CdIn2O4和MgIn2O4。產(chǎn)物經(jīng)X射線衍射(XRD)、掃描電鏡(SEM)和能譜等方法表征。結(jié)果表明：CdIn2O4經(jīng)500～800℃煅燒后，粒徑尺寸在20～30nm之間；MgIn2O4經(jīng)600℃～900℃煅燒后，粒徑尺寸在20～40nm之間，兩種材料均呈現(xiàn)尖晶石系結(jié)構(gòu)。 敏感材料經(jīng)傳統(tǒng)的工藝制成燒結(jié)型

3、旁熱式傳感器件，通過測試各敏感材料在1-7v工作電壓下對氯氣均表現(xiàn)出較好的靈敏特性，呈現(xiàn)N型半導(dǎo)體變化規(guī)律。其中CdIn2O4(600℃)在5V下對50ppm氯氣的靈敏度為700倍，響應(yīng)時(shí)間為4s、恢復(fù)時(shí)間為15s；通過對CdIn2O4進(jìn)行摻雜，結(jié)果表明摻雜后的敏感材料加熱電壓降低了1～2V，并且靈敏度提高到近lO倍；MgIn2O4材料經(jīng)900℃煅燒后在4v工作電壓下對10ppm氯氣的靈敏度達(dá)到400倍以上；(CdIn2O4)0.6-(