导　　师： Florian J.Stadler

授予学位： 硕士

作　　者： (）;

机构地区： 深圳大学

摘　　要： 金属氧化物半导体材料由于其体积小、制作成本低和性能良好等特点被广泛应用到各个领域中,尤其是气体传感器方面。作为实现气体传感功能的核心部分,进一步开发与研究新型金属氧化物气敏材料对气体传感器的发展具有极其重要的意义。目前为止,大多数具有优越气敏性能的金属氧化物材料仍存在制备工艺复杂、原料昂贵和能耗大等问题,这就需要我们对合成技术进行不断的改进和优化,克服以上问题。本文主要通过水溶液生长法,以水作为唯一溶剂,将绿色环保作为宗旨,设计出具有特殊微观形貌的三种金属氧化物材料:CoO、InO和MnO,对其进行气敏性能研究,并取得了令人满意的结果。从而实现了材料制备的高效化与优异性能相结合。具体主要研究内容如下:(1)利用化学水浴沉积,在90℃下能在玻璃基底上沉积得到关于钴的前驱体,将前驱体热处理后得到具有纳米花状结构的CoO材料,晶粒大小约为12 nm。通过改变钴盐种类和水浴加热时间,会导致CoO产物的微观形貌、孔径大小和气敏性能产生差异。气敏测试结果表明,以醋酸钴作为钴源,水浴加热9h条件下所制得的CoO气敏材料对乙醇气体拥有最高的响应值,为1185%(200℃@100 ppm),并拥有良好的响应-恢复时间和稳定性能。(2)首先通过静电纺丝法制备并改性后得到带有-OH的偕胺肟化PAN纳米纤维膜,然后以该纳米纤维膜作为反应基底,利用化学水浴沉积在纤维膜上得到关于钴的前驱体产物并进行热处理,得到具有双层形貌结构的CoO材料:上层为众多纳米花堆叠而成的珊瑚状结构,下层由中空纳米纤维网和分散的纳米花连接而成。XRD、XPS和EDS结果表明,有机物在热处理后被完全碳化,最终产物为纯净的CoO。气敏测试结果表明,在热处理500℃下制得的CoO材料具有更好的气敏性能,对于乙醇的响应值能达到1088%(230℃@100 ppm),且�

关 键 词： 金属氧化物 半导体气体传感器 水溶液生长法 气敏性能

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