室内污染气体传感器的制备及特性研究

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本论文综述了SnO2薄膜的制备工艺,掺杂和未掺杂SnO2薄膜的基本性质及在各个领域中的应用,并从提高气体传感器的选择性,降低气体传感器的工作温度着手开展了一些研究。利用Sol—gel法制备了钢锡比不同的铟锡氧化物薄膜,对薄膜的电学性能及气敏性能进行了表征,并由此构成了P-N组合型气敏传感器阵列。结果表明,由于不同铟锡比组成的氧化铟锡薄膜内载流子浓度不同,而且导电类型也可能不同,因此气敏传感器阵列中每个传感器对气体的响应也不同,使得气敏传感器阵列具有很好的选择性。通过对甲醛、苯、甲苯、二甲苯的测试,证明此阵列对四种室内污染气体具有较好的选择性。另外本文还研究了二氧化锡薄膜气敏传感器在常见室内污染气体气氛中的电阻-温度变化关系。结果发现不同气氛下电阻-温度曲线的特性各不相同,由此可以获得被测气体的相关信息,提高传感器的选择性。本文还用分子轨道计算软件(WinMOPAC2.0)对四种室内污染气体的分子轨道进行了计算,并根据分子轨道能级的相对位置从理论上定性解释了二氧化锡薄膜气敏传感器在不同气氛中的电阻-温度曲线。 此外,我们还发明了一种全新的制备纳米ZnO薄膜的方法,并用多种手段对它进行了表征。然后在不同的温度下测量了纳米氧化锌薄膜对几种有害气体的响应,结果发现这种以纳米氧化锌为气敏膜的气体传感器在室温就对四种常见室内污染气体有很好的灵敏度。
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