薄膜型SnO-,2-氣敏材料及器件的制備和性能研究.pdf

1、為改善SnO<,2>氣敏元件的敏感特性，本論文采用平面結(jié)構(gòu)，利用溶膠．凝膠法和納米薄膜的優(yōu)點(diǎn)，制備摻雜Ag的SnO<,2>氣敏薄膜，該體系氣敏元件至今少有文獻(xiàn)綜合報(bào)道。 基于納米薄膜的特點(diǎn)，本文首先制備了平面型Pt加熱器和工作電極的．Al<,2>O<,2>基片。 其次，本論文用溶膠-凝膠法制備了Sb摻雜的SnO<,2>納米薄膜，研究了Sb的添加量對(duì)元件電導(dǎo)率和氣敏性能的影響。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，隨著Sb含量的增加，元件的電導(dǎo)率逐漸

2、增大。其中，添加1m％Sb的元件對(duì)乙醇有較好的靈敏度，Sb的含量太高，元件的靈敏度會(huì)快速下降；Sb的含量太低，元件的電導(dǎo)率較差。 再次，本論文通過(guò)AgNO<,3>的液相摻雜，制備了Ag和sb共同摻雜的SnO<,2>氣敏薄膜，研究了．Ag和Sb的最佳添加量以及氣敏元件的最佳熱處理溫度。結(jié)果表明Ag和Sb的添加量分別為0.5m％和1 at％，熱處理溫度為600℃時(shí)，納米薄膜的氣敏性能最優(yōu)。經(jīng)選擇性實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，制備的元件具有優(yōu)異的酒

3、敏特性。 本論文通過(guò)濺射的Pt，制備了Pt和Sb共同摻雜的SnO<,2>氣敏薄膜，研究了Pt對(duì)元件氣敏性能的影響。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，Pt的摻雜能有效阻止晶粒的長(zhǎng)大，通過(guò)添加適量的Pt，元件在較低的加熱功率下，對(duì)低濃度乙醇?xì)怏w有較高的靈敏度和較快的響應(yīng)一恢復(fù)速度。選擇性實(shí)驗(yàn)研究表明，氣敏薄膜對(duì)汽油及VOC氣體有很好的選擇性。 最后，由表面吸附理論和交流復(fù)阻抗譜測(cè)試，分析了薄膜的晶粒電阻、晶界電阻及電容等參量的變化，探討了元件的氣敏