ZnO微-納米結(jié)構(gòu)的制備及其酒敏性能的研究.pdf

1、近年來(lái)，金屬氧化物半導(dǎo)體氣體傳感器由于具有靈敏度高、響應(yīng)快、制作簡(jiǎn)單、使用方便等優(yōu)點(diǎn)已受到廣泛關(guān)注。研究表明，通過(guò)改變敏感材料的微觀形貌和缺陷可改變傳感器的氣敏性能，為設(shè)計(jì)高性能氣體傳感器提供了一個(gè)有效途徑。納米結(jié)構(gòu)氧化鋅(ZnO)形貌豐富多樣，基于此本文制備了不同形貌結(jié)構(gòu)的ZnO，并制成氣體傳感器，對(duì)比研究了材料微觀結(jié)構(gòu)對(duì)氣敏性能的影響，并分析其相關(guān)氣敏機(jī)制。主要結(jié)果如下：
　　首先，采用不同的方法分別制備了不同形貌的ZnO微/

2、納米結(jié)構(gòu)，通過(guò)合成方法和參數(shù)調(diào)整實(shí)現(xiàn)ZnO納米結(jié)構(gòu)形貌的調(diào)控。利用水熱法，合成了由納米棒組成的花狀ZnO分級(jí)結(jié)構(gòu)；采用化學(xué)溶液生長(zhǎng)法，合成了由納米片組成的ZnO微/納米球；采用兩步溶液生長(zhǎng)法，在ITO透明導(dǎo)電玻璃上合成了ZnO納米棒陣列結(jié)構(gòu)，并研究反應(yīng)過(guò)程中氨水滴加量對(duì)ZnO納米棒陣列的尺寸和擇優(yōu)取向的影響。
　　其次，采用傳統(tǒng)的旁熱式氣敏元件的工藝制作過(guò)程，分別制備了基于商業(yè)ZnO粉體、ZnO納米棒花狀結(jié)構(gòu)、棒狀ZnO、ZnO微

3、/納米球氣敏元件。四種傳感器除商業(yè)ZnO傳感器外，對(duì)乙醇均顯示出高的響應(yīng)和好的選擇性。其中ZnO微/納米球傳感器的酒敏性能最優(yōu)，可能是由于該結(jié)構(gòu)比表面積大、（0001）極性面暴露多以及表面氧空位缺陷濃度高所致。結(jié)果顯示通過(guò)改變制備方法和生長(zhǎng)條件可控制ZnO的形貌，進(jìn)而改善ZnO基傳感器的氣敏性能。
　　最后，利用化學(xué)溶液生長(zhǎng)法制備了ZnO納米棒陣列和ZnO納米棒粉末。在氧化鋁陶瓷管表面分別采用原位生長(zhǎng)ZnO納米棒陣列和涂敷ZnO納