氧化銦納米材料的結(jié)構(gòu)調(diào)控及其氣敏性能研究.pdf

1、氧化銦(In2O3)是一種典型的n型半導(dǎo)體氣敏材料，如何有效地提高In2O3材料的氣敏性能是科研人員長(zhǎng)期關(guān)注和研究的熱點(diǎn)。影響材料氣敏性能的主要因素有結(jié)構(gòu)和化學(xué)組成兩方面。結(jié)構(gòu)和化學(xué)組成通過(guò)影響材料的傳導(dǎo)層和表面化學(xué)吸附氧含量來(lái)影響其氣敏性能的。氫氣處理可以調(diào)控In2O3的缺陷結(jié)構(gòu)從而改變材料的載流子遷移率和濃度，有利于形成更多的化學(xué)吸附氧。本文通過(guò)制備不同時(shí)間氫氣處理In2O3納米粒子和不同過(guò)渡金屬元素(Ni、Cu、Zn)摻雜花狀I(lǐng)n

2、2O3材料，研究了材料的體相和表面缺陷結(jié)構(gòu)對(duì)氣敏性能的影響。具體內(nèi)容如下:
　　1、制備了不同時(shí)間氫氣處理的In2O3納米粒子并對(duì)其氣敏性能進(jìn)行了研究，結(jié)果表明氫氣處理能夠提高In2O3納米粒子對(duì)甲醛氣體的響應(yīng)。In2O3-H10在230℃時(shí)對(duì)100ppm甲醛的氣體響應(yīng)值為80，高于未經(jīng)過(guò)氫氣處理的In2O3。材料的表征結(jié)果表明，氫氣處理增加了In2O3-H10納米粒子的體相氧空位(VO)含量，改變了材料的載流子遷移率和濃度，有利

3、于材料表面更多化學(xué)吸附氧的形成，從而提高了其對(duì)甲醛的氣敏響應(yīng)。同時(shí)也為理解表面或體相VO對(duì)氣敏性能的影響提供了一些新的見解。
　　2、通過(guò)水熱法制備了不同元素(Ni、Cu、Zn)及不同含量(1％、3％、5％)摻雜的花狀I(lǐng)n2O3材料，用以研究元素?fù)诫s對(duì)體相VO及氣敏性能的影響。研究其氣敏性能發(fā)現(xiàn):不同元素?fù)诫s的最佳摻雜量、最佳工作溫度和氣敏響應(yīng)值不同。與純的花狀I(lǐng)n2O3相比，低價(jià)元素?fù)诫s明顯地提高其對(duì)甲醛氣體的響應(yīng)值，且Zn摻雜