氧化銦微結構的制備、改性及其氣敏特性研究.pdf

1、氧化銦(In2O3)作為一種禁帶寬度為3.55-3.75 eV的n型半導體金屬氧化物材料，由于其具有較好的催化活性、較高的電導率和較寬的禁帶寬度，作為氣敏材料被廣泛應用于氣體傳感器領域。近年來，研究發(fā)現通過摻雜改性可有效提高In2O3氣體傳感器的氣敏性能。
　　本文采用水熱法制備了In2O3微結構，通過摻雜貴金屬、金屬氧化物來研究In2O3氣體傳感器的氣敏性能。利用XRD、SEM、EDS、TEM和XPS對合成的樣品的晶體結構、微觀

2、形貌、元素組成及價態(tài)進行表征分析。同時，對制備的In2O3氣體傳感器進行了氣敏特性測試，實驗結果表明：
　　(1)采用水熱法合成In2O3空心微球結構，表征結果表明制備的In2O3為立方體型結構。氣敏特性實驗結果表明：在最佳工作溫度(300℃)下,傳感器對100 ppm異丙醇的氣敏響應達到10.3，響應恢復分別時間為2 s/7 s，最低檢測極限僅為500 ppb；
　　(2)制備出了不同濃度(0 mol％，1 mol%，3

3、mol%和5 mol%)Au摻雜花狀In2O3微結構，分析結果證明Au摻雜的引入對In2O3微結構的形貌沒有影響。氣敏特性實驗結果顯示，Au摻雜In2O3不但降低了傳感器的最佳工作溫度(250℃)，而且提高了傳感器的響應。尤其，3 mol%Au摻雜In2O3氣體傳感器對100 ppm丙酮的最大氣敏響應可達23.1；
　　(3)合成了純的和不同濃度(1 mol%，3 mol%和5 mol%)Mo摻雜花狀In2O3結構；研究了傳感器對

4、乙醇的氣敏特性。氣敏實驗表明，在最佳工作溫度（185℃）下，3 mol%Mo摻雜In2O3傳感器(Mo3In)對100 ppm乙醇的響應可達7，是純In2O3氣體傳感器（Mo0In）響應的1.8倍。同時，Mo摻雜的引入也有效的改善了傳感器的響應恢復時間、選擇性、穩(wěn)定性等性能。
　　同時，本文對傳感器的氣敏機理也進行了討論于分析，貴金屬(Au)摻雜不但可以增大材料的電導率，而且又能起到催化作用，改善傳感器的氣敏性能；普通金屬氧化物的