资源描述：
《纳米技术在半导体陶瓷气体传感器中的应用.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、口,口户即no。口5Jn亡触d川殆动户酬dP,o山.9I纳米专辑纳米研究进展纳米技术在半导体陶瓷气体传感器中的应用.。纳米技术是一门在纳米空间(01一10nm)内种型式构成的复合控制型表面控制型典型的传感、、,、,研究电子原子和分子运动规律及特性通过操作器有SnOZnO气敏材料构成的气体传感器它的、、,,机理是器件中的敏感体表面在正常大气环境中吸单原子分子或原子团分子团以制造具有特定功、、。,。,,O。一02能的材料或器件为最终目的一门技术半导体陶瓷附大气中的活性气体氧气以O厂等、、吸附氧形式塞
2、积在晶粒间的晶界处,造成高势气体传感器具有灵敏度高结构简单价格便宜等垒状,,,,,优点得到了迅速发展有相当数量的产品至今已态阻挡载流子运动使半导体器件处于高电阻状、、、,、。HCO成为一大体系但这类传感器存在着选择性差灵态当遇到还原性气体如烷类可燃性气体、,,,时与+还原反应敏度和精度低稳定性不高等问题妨碍了它的应吸附氧发生微氧化降低了吸附、、,,。氧的体积分数降低从而推动载流J气用过去通过掺杂催化剂控制工作温度利用过滤了势垒高度,,,,运动使半达到检测气体的分子筛等手段取得了相当大的成功但终究
3、没有导体器件的电阻减小。。,彻底解决这些问题纳米技术在半导体陶瓷气体传目的器件的表面活性越高这种微反应也就越激,,,,,烈器件的这与纳米技术具感器中的应用给这类传感器带来了希望并取得灵敏度选择性也越好,。了极大的进步本文就纳米技术在半导体陶瓷传感有高活性的表面效应是相对应的体控制型典型的、、,。传203ABO3(钙钦矿型)等气体传感器器中的机理基础制造方法和工艺控制作扼要介绍感器有eF一它的机理为材料的内部原r也参与被检测气体的电,,l半导体陶瓷气体传感器的纳米技术机理子交换反应而使之价态发生可
4、逆的变化所以粒,,,子的尺寸越小参与这种反应的数量和能量也越人纳米材料有两大效应一是当粒子尺寸降到接,,产生的气敏特性也就越显著这种机理与纳米技术近(或小于)少激子玻尔半径时费米能级附近的电。,具有量子尺寸效应也是相适应的往往一种传感器子能级由准连续变成分立能级这就是量子尺寸效_。,。的气敏机理更多地表现为L述两种机理的复合机理应伴随着量子尺寸效应带来能级改变能隙变宽。使之氧化还原能力增强,自身的催化活性更加纳米模型材料另一个显著效应是表面效应,颗粒细化到一定,的程度(<10nm以内)后粒子表面
5、上的原子所占2纳米半导体陶瓷气敏粉体的制备,,的比例急剧增大当这些表面原子数量增加到一定纳米粉体根据制备过程中原材料的形态叮分、、,,程度材料的性能更多地由表面原子而不是由材成固相法液相法气相法以及涉及到三种形态的。,料大量存在晶粒界面缺陷,。内部晶格中的原子决定复合相制法现就几种制备方法做介绍。,,对材料性质有决定性作用而且粒子进一步细化,.而使粒子内部发生位错和滑移所以纳米材料的性21固相法制备、,能多由晶界界面和位错等表面缺陷所控制从而,传统的固相法制备粉体一般难以制出l拼m以下。产生材料
6、表面异常活性,,。的超微细粉体而且工艺控制难易引人杂质近几半导体陶瓷气体传感器的气敏机理按照不同的,,年随着设备的发展工艺技术的完善固相法得到、材料构成可分为表面控制型体控制型以及由这二,,4,了极大的发展比如球磨法制备I饱户粉体在高2年第五六七“01O抽米专辑中国新技术新产品,,速球磨时,在惰性气体保护下,进行醇湿方法球磨,经高温处理进行脱水反应转化成氧化物气敏材料。一n纳米研究进展可获得30一80nm的粉体控制好转化热处理温度和保温时间获得10100m、,,固相热分解法就是把市售或合成的含氧
7、酸按的气敏材料这种方法适用于所有氢氧化物属于、、,。盐碳酸盐草酸盐等通过固相反应炉进行气氛保固相热分解法中的特例,,,护或在大气条件下在高温下热分解产生气敏粉体固相法最大优点是工艺简单容易收集粉体但,。,也存在组分比例不均匀易被污染等问题适用的方法颗粒的尺寸通过固相反应热分解温度和保于。。温时间来控制可获得10一lonm的粉体但热分解难溶解的化合物或无法进行液相反应的粉体制备。,法温度应小于600℃否则颗粒会长大副产物多以,。.气态形式挥发掉所以易获得高纯的目标产物这22液相法制备,3种方法一个
8、典型实例是制备WO分解原料是市售液相法是制备纳米气敏材料最普遍而且最有效,:的钨酸或钨酸钱其反应方程如,,下的方法它的优点(l)组分计量比容易控制混合物的化学计量比准确。特别适用于二元系和二元系,,了、.尸.▲十、ZHW仇W(),H,`以上的合成在水溶液状态由于液体的充分流动又从j丫:,戈N)2一币W()3+HZ()个+ZNH3个达到均匀按设计比例混合(2)是合成的沉淀物(产氏W(石—物)处于液相的保护下,颗粒充分地分散,颗粒接触,,表1是固相热分解法制备气敏粉体的常;见实例机会比固相法机会小所
