掺入SiO2纳米颗粒对厚膜ZnO气敏传感器气敏性能的影响.pdf

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1、第24卷第6期传感技术学报V01．24No．62011年6月CHINESEJOURNALOFSENSORSANDACTUATORSJune20llEffectofSiO2NanoparticlesDopedThickFilmZnOGasSensorSUNYingwei，HUMulin，ZHOUZhigang(3hnomaterialandSmartSensorRe．searchLaboratoQ，Huazhonghersit)ofScienceandTechnolog)，Wuhan430074．Cbina)Abstra

2、ct：SiO2一dopedandpureZnOthickfilwgassensorswerepreparedbyusingscreenprintingtechniqueandtestedfortheirmethanolandethanolgassensitivity．Morphologicalpropertiesofthethickfilmarestudiedbyusingfieldemissionscanningelectronmicroscopy(FESEM)．TheresultsshowthatSiO2一dope

3、disquiteeffectiveinrestrai—ningthegrowthofZnOgrains．SiO2一dopedenhaneedthesensitivityofthickfilmZnOgassensortomethanolandethanolgasesattheoperatingtemperatureof400～450．However．thesensitivityofthisthickfilmZnOgassensortomethanolandelhanolgaseswasrestrained．attheop

4、eratingtemperaturebetween200oCand350℃．Further—more，theresponsetimenttheSiO2一dopedZnOfilmwasalwayslongerthanthatofpureZnO．Finally，thesensitivemechanismofthethi{’kt'ihngassensol’wasanalyzedanddiscussed．Keywords：ZnO；SiO2一dopedZnO；thickfilm；：gassensorEEACC：7230Ldoi：

5、10．3969／j．issn．1004—1699．2011．06．004掺人Si02纳米颗粒对厚膜ZnO气敏传感器气敏性能的影响米孙迎伟，胡木林，周志刚(华中科技大学纳米材料与智能传感器实验室，武汉430074)摘要：利用丝网印刷技术，制备出掺人SiO，和未掺人SiO，的ZnO厚膜气敏传感器，测试对甲醇和乙醇的气敏性能，并用场发射扫描电子显微镜(FESEM)米分析表征气敏膜的微观形貌结果表明SiO的掺入有效地抑制了ZnO品粒的长大在T作温度为400～450‘℃时，SiO的掺入显著提高了ZnO厚膜气敏传感器对甲醇和乙醇的

6、敏感度，而在f作温度为200～350oC时，SiO，的掺人明显抑制了ZnO厚膜气敏传感器对醇和乙醇的敏感度。另外，SiO，的掺入使气敏传感器的响应时间显著延长了。最后，讨论了厚膜气敏传感器的气敏机。关键词：ZnO；掺SiO，的zn；厚膜；气敏传感器中图分类号：TP212文献标识码：A文章编号：1004—1699(2011)06—0799—04近年来，半导体气敏传感器越来越广泛地被应性J。已知在SnO，气敏膜上沉积SiO，可以提高对用于对易燃和有毒气体的检测。作为被最早发现和H，的选择性，同时缩短了响应时间和恢复时间。广

7、泛使用的气敏材料之一的ZnO，它是禁带宽度为在WO中加入SiO，，抑制了WO晶粒尺寸的长大，3．37eV，激发束缚能为60eV的n型半导体¨。提高了WO气敏传感器对NO，的敏感性¨：然这种材料已经被制备成厚膜和薄膜型气敏而，有关在ZnO中掺人SiO，对气敏性能的影响的研传感器来实现对易燃易爆和有毒气体的检测。其究报道很少。本文中，在纳米ZnO中加人纳米中，厚膜型气敏传感器具有制备工艺简单，气敏性能SiO，，利用丝网印刷技术制备成气敏传感器。研究的重复性好，成本低和适合商业化生产等优点，从而了SiO，对气敏膜的微观结构和

8、气敏性能的影响，并有更好的应用前景。为提高气敏传感器的气敏性建立了模型对气敏机理进行了分析。能，一般采用减小气敏材料的颗粒尺寸和掺杂(添1实验加物)。在SnO，中掺加SiO，可以有效地抑制晶粒尺寸的长大，提高SnO气敏传感器的敏感性和稳定采用丝网~lJaJ技术，把ZnO厚膜印刷到6mmX项目来源：围家科技部863项目“ZnO基纳米