Sn4+、La3+和Ce4+摻雜氧化鈦納米薄膜濕敏性能的研究.pdf

1、本工作采用溶膠–凝膠法在印有梳狀銀電極的石英玻璃表面制備了純氧化鈦、TiO2–20wt％SnO2和La3+/Ce4+摻雜TiO2–20wt%SnO2的薄膜,在不同溫度下燒結(jié)制得濕敏元件。利用智能LCR測量儀在不同濕度環(huán)境下對濕敏元件的阻抗、電容等參數(shù)進(jìn)行測量,并對其濕敏性能進(jìn)行分析,研究了Sn4+、La3+和Ce4+離子摻雜量、燒結(jié)溫度、工作頻率、涂敷層數(shù)等對薄膜濕敏性能的影響,利用原子力顯微鏡對濕敏薄膜作表面形貌分析,分析了各離子摻雜

2、對薄膜濕敏性能的影響。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn),在較低的工作頻率和較低的燒結(jié)溫度下,薄膜表現(xiàn)出較好的濕敏特性。隨著測試頻率的增大和燒結(jié)溫度的升高,薄膜的濕敏性能變差。Sn4+、La3+和Ce4+摻雜后,薄膜的濕敏性能都比純氧化鈦薄膜的濕敏性能好。而且稀土離子摻雜后,薄膜的固有阻值有所降低。TiO2–20wt%SnO2系薄膜中,濕敏性能最好的是400℃燒結(jié)的一層TiO2–20wt%SnO2薄膜,在25~95RH%范圍內(nèi),阻抗值從109Ω下降到106Ω

3、;La3+摻雜TiO2–20wt%SnO2系薄膜中,濕敏性能最好的是0.5wt%La2O3摻雜400℃下燒結(jié)的薄膜,在45~95RH%濕度范圍內(nèi),阻抗值從108?下降到106Ω;Ce3+摻雜TiO2–20wt%SnO2系薄膜中,濕敏性能最好的是0.2wt%CeO2摻雜500℃下燒結(jié)的薄膜,在25~95RH%濕度范圍內(nèi),阻抗值從108Ω下降到106Ω。稀土離子摻雜導(dǎo)致薄膜濕敏性能下降的原因主要是由于它們在氧化鈦晶界富集,阻礙了氧化鈦晶體吸