碳纳米管负载sno2纳米颗粒乙醇气敏特性研究

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1、分类号⋯⋯⋯⋯⋯⋯UDc．⋯⋯⋯⋯⋯⋯．密级⋯一公⋯开⋯～Z毋庐夕擎硕士研究生学位论文碳纳米管负载Sn02纳米颗粒乙醇气敏特性研究申请人：学号：培养单位：学科专业：研究方向：指导教师：完成日期：孙晓蕾2111261电子工程学院微电子学与固体电子学功能材料与器件方向张辉军副教授2014年3月20日中文摘要随着气体检测的广泛应用，气敏材料的研究引起人们越来越多的关注。开发和研究新型气敏材料，已成为提高气敏传感器的灵敏度、选择性、功耗等特性的重要方法之一。本文所研究的气敏材料是对乙醇气体敏感的多壁碳纳米管负载二氧化锡纳米粒子掺杂Ni

2、O的薄膜材料。首先采用溶胶凝胶技术将溶有多壁碳纳米管的Sn(OH)·水溶胶旋涂于基片上，烧结后形成二氧化锡包覆碳纳米管的薄膜，再通过等离子体轰击的方法将碳纳米管裸露出来，使其参与导电，进行电荷传输，减小体电阻，在此膜上制作金叉指电极，再在电极之上通过磁控溅射技术制备掺杂NiO的二氧化锡薄膜，通过掺杂，使其对乙醇具有良好的选择性。通过对Ni．Sn02／MwNTS薄膜材料的气敏特性分析，我们得出Ni-Sn02／MWNTS薄膜的最佳工作温度为300*(2左右。在此温度下，对乙醇气体浓度为500ppm时测试，该薄膜的灵敏度有显著的提高

3、，灵敏度高达72。由于掺杂了NiO，其对乙醇气体有良好的选择性，对其他一些还原性气体的灵敏度都不高。Ni—Sn02／MWNTs薄膜材料对乙醇气体的响应、恢复时间分别为10s和15s。所以采用此种方法制备的碳纳米管负载二氧化锡纳米粒子掺杂NiO的薄膜材料，具有良好的气敏特性并且其体电阻明显的减小。关键词：二氧化锡；碳纳米管；气敏性能；磁控溅射AbstractWiththeextensiveapplicationofgasdetections，theresearchofgassensingmaterialsattractedmor

4、eandmoreattention．Developmentandresearchofnewgas—sensitivematerialshasbecomeoneoftheimportantmethodstoimprovethesensitivity,selectivity,powerconsumptionandothercharacteristicsofgassensors．Inthispaper,westudiedthesensingmaterialswhichissensitivetoethanolgas，andwesynt

5、hesizedmulti-walledcarbonnanotubes(MWNTs)coatedwithSn02dopedNiO．WefirstlypreparedSn(oH)4hydrosolwithMWNTsusingthesol—geltechniqueandcoatedonasubstrate，andgotSn02／CNTsfilmsaftersintering．ThenMWNTswereexposedbytheplasmabombardment，SOtheycangetbetterchargetransportandr

6、educebodyresistance．OnthisfilmwemadeAuinterdigitatedelectrodes，andSn02dopedNiOdepositedontheAuelectrodesusingmagnetronsputtering．AfteranalyzingthegassensingpropertiesofNi-Sn02／MWNTsfilms，wegottheoptimumoperatingtemperatureofNi-SnOffMWNTsfilmsisabout300℃．Atthistemper

7、ature，thesensitivityofthisfilmwassignificantlyimprovedtowards500ppmC2HsOH(S=72)．SincedopedNiO，thefilmshaveagoodselectivitytoethanolgas，thesensitivityofsomeotherreducinggasisnothigh．Andthefilmshavecomparativelyfasterresponseandrecoveryspeedsof10sand15s，respectively．T

8、herefore，Ni-Sn02／MWNTsfilmspreparedbythismethodhaveagoodgassensingcharacteristicandsignificantlyreduceditsbodyresistance．Keywords：Sn02；car