碲微纳材料制备及其传感器件研究

被引量 : 1次 | 上传用户:harrietgu
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
本文研究了半导体碲微纳材料的合成、表征以及一些传感器件的制备、测量。主要内容包括:(1)利用水热法,通过控制不同的表面活性剂,合成了碲的纳米棒和微米线以及其他形貌的碲纳米材料,并对其进行了结构表征;(2)将碲纳米棒抽滤到柔性的尼龙膜上,制备成柔性的光导传感器件,并提出一种简单的物理模型对其性能进行解释。同时成功制备了基于单根的纳米棒的光导传感器件,研究其光响应性;(3)将单根碲微米线置于聚苯乙烯基底上,用银浆在其两端封装,并引出导线,制备成柔性的压阻式应变传感器件,并分析其原理;(4)制备了基于单根碲微米线的化学传感器,研究其对湿度,水及酒精溶液的电流响应。主要取得以下研究成果:1.通过水热法,采用不同的表面活性剂,得到了不同形貌的碲微纳材料。其中利用十二烷基磺酸钠和其反离子,得到的纳米棒尺度均一性良好,其长度从300nm到600nm,宽度为30nm到50nm。通过高倍透射电镜及选区电子衍射表征其为单晶结构。并且首次合成了超长的碲微米线,其长度最大可以达到10mm左右,宽度在微米尺度上,在其他文献中尚未报道。2.通过将均一性良好的纳米棒抽滤至柔性的尼龙膜上,并用聚甲基丙烯酸甲酯进行封装,得到柔性的具有光导特性的复合膜,可用于曲面等非平面上进行光探测应用。由于碲的能带带隙窄,可对大多数光源均有响应。文中用白光做光源,光导膜有明显的光导响应。且响应性和碲层厚度有关。我们同时用一个较简单的物理模型对光导开关比和膜厚关系进行研究,发现光导开关比有一个最大值,之后随着膜厚的增加呈现指数下降趋势,最终趋于1。同时制备了基于单根的碲纳米棒的光导器件,研究后发现,其对光的响应性更好,响应速度更快,开关现象更明显。3.两种基于单根超长Te微米线的柔性应变传感器件被成功制备。Te微米线被放置在PS基体上,并用银浆固定。两种传感器都表现出电流随着压应变的增加而增加,随着应变减小而减小的现象。拉应变和压应变对背靠背肖特基结的传感器件在正负电压区,是对称的。肖特基势垒在拉应变和压应变下改变。对于单端肖特基结器件,在负压区,当施加压应变时,电流的变化更加明显。对于前者,通过公式(ΔR/R)/ε计算,灵敏度系数可以达到107。对于后者,单端肖特基结应变传感器件,灵敏度系数可以达到1000左右。所以后者更加适合检测应变。另外,对单根的碲微米线,进行了压电性能测测试,有明显的电压信号和电流信号输出。成功制备的柔性的Te/PDMS复合材料压力应变传感器件也对压力响应灵敏,仅需10N的力即可将器件电阻降低三个数量级。4.基于单根超长碲微米线的化学传感器也被制备,用其检测湿度和醇类。和基于p型半导体的化学传感器件一样,电流在酒精溶液中减小。其I-V曲线在水,乙醇,甲醇和异丙醇中因为各自供电子的能力不同而有显著区别,可以用来鉴别这几类溶液。在甲醇中的响应时间很快,电阻下降非常明显,电流下降3个数量级。这种传感器件对不同浓度的酒精溶液也具有响应,表现出不同的I-V曲线。由于碲是p型半导体,其载流子为空穴,酒精可作为空穴捕捉剂,具有供电子特性。导致碲的载流子浓度下降,使其电导率下将,电阻上升。这一机理和我们的检测结果非常一致。研究发现,其用于湿度检测,随着湿度增加,其电流减小。而对材料施加应变,其对湿度的检测灵敏度升高,分辨率升高。
其他文献
本文分四部分:第一部分探讨以李嘉图—马克思的名词所表明的工资价值的意义,作者认为,对于马克思来说,中心问题在于劳动者的被剥削,他(指马克思)声称不管工资提高或降低,这种
文章以汉语为基点 ,提出了“目的”、“途径”和“效果”这三项界定委婉语的原则 ,并从这三项原则出发 ,对委婉语的特性及范围作了一些初步探讨 ,既对委婉语的内涵作了限定 ,
<正> B.E.阿斯金斯现任美国特克大学教育学院副院长,致力于教育科学研究。近年来,他在研究美国教育的一个重大问题——学生思维能力的培养方面,取得不少成果,在美国教育界有
房地产税的实施目的在于调节房地产市场,同时对财政收入产生影响。在分析我国现行房地产税制的基础上,以合肥市为例,基于一定经济环境的假设,研究房产税改革对地方财政的影响
参考价格对消费者购买具有重要的影响作用,且参考价格的形成受到诸多因素的影响,促销形式就是其中之一。文章将促销形式作为消费者参考价格的影响因素,深入探讨了两种不同的
目的总结分析降钙素原与C反应蛋白联合检测在细菌感染中的应用价值。方法选取2015年5月-2016年5月我院收治的细菌感染患者80例作为观察组,同期选取健康体检人员80.g作为对照组,
目的:比较不同产地的金银花中主要活性成分绿原酸及木樨草苷的含量。方法:超声波提取供试品,采用高效液相色谱法和化学分析法对5个产地金银花主要活性成分的含量进行测定。结
<正> 从文化角度来看,世界体系是什么样子?它如何起作用?当现有的体系崩溃,文化在社区以及地区、国家和国际事务中的影响越来越大时,这些问题具有越来越大的重要性和紧迫性。
以利维(Levy)为代表的捷克学者关于风格变易的理论,从语言层面分析文学翻译中出现的译文风格与原文风格出现的偏离或变易,并指出风格变易的几种策略。认为风格是可以传译的,
中间业务作为现代商业银行三大业务之一,具有收益高、风险低和收入稳定等特点,在商业银行的经营战略中占有十分重要的地位,其创新发展已经成为商业银行竞争的重要手段。我国