發(fā)布時(shí)間：2024-03-19 01:46

　　隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的跨越式發(fā)展,氣體傳感器作為物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中氣體信息的感知層,將在大氣污染防治、空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)、呼氣診斷臨床應(yīng)用、新能源安全以及工業(yè)化生產(chǎn)等方面發(fā)揮重要作用。其中,氧化物半導(dǎo)體氣體傳感器作為一類重要的全固態(tài)傳感器,具有器件結(jié)構(gòu)和制作工藝簡(jiǎn)單、易于小型化和集成化、適用于在線監(jiān)測(cè)等優(yōu)點(diǎn),一直是學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界的關(guān)注重點(diǎn)。而氧化物半導(dǎo)體傳感材料是該類型傳感器的基礎(chǔ)和關(guān)鍵,其氣敏特性直接決定了傳感器的性能�？梢�,設(shè)計(jì)和制備高效氧化物半導(dǎo)體傳感材料對(duì)于構(gòu)建高性能氣體傳感器具有重要的科學(xué)意義。因此,本論文以改善納米結(jié)構(gòu)氧化物半導(dǎo)體的識(shí)別功能、轉(zhuǎn)換功能和敏感體利用效率為研究目標(biāo),結(jié)合三維反蛋白石多孔結(jié)構(gòu)的微納空間優(yōu)勢(shì),首先利用貴金屬催化劑表面修飾,增強(qiáng)敏感材料的識(shí)別功能,實(shí)現(xiàn)靈敏度的提升;然后通過異質(zhì)陽(yáng)離子原位摻雜和微納尺度異質(zhì)接觸功能改性方法與策略,調(diào)控上述各種傳感功能,實(shí)現(xiàn)靈敏度和選擇性的改善;最后,利用可見光照射代替熱激發(fā)的方式,通過利用三維反蛋白石多孔結(jié)構(gòu)的“光阱效應(yīng)”和抑制光生載流子的復(fù)合,實(shí)現(xiàn)傳感器室溫下性能的提升,從而解決氧化物半導(dǎo)體氣體傳感器本質(zhì)安全問題。主要研究?jī)?nèi)容如下:一、...

【文章頁(yè)數(shù)】：161 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖1.1氣體傳感器的分類[18]

如圖1.1所示,目前常用的氣體傳感器主要有:半導(dǎo)體型氣體傳感器、催化燃燒式氣體傳感器、光學(xué)式氣體傳感器、電化學(xué)式氣體傳感器、石英諧振式氣體傳感器、表面聲波氣體傳感器等[18]。本論文所研究的氣體傳感器為電阻型半導(dǎo)體氣體傳感器,其可將被測(cè)氣體濃度的變化轉(zhuǎn)換為一定規(guī)律變化的輸出電阻,....

圖1.2n型和p型氧化物半導(dǎo)體氣體傳感器研究概括[24]

目前,已發(fā)現(xiàn)有多種半導(dǎo)體金屬氧化物適用于制作氣體傳感器[23],如圖1.2所示[24]。如SnO2[25]、In2O3[26]、ZnO[27]、WO3[28]、MoO3[29]等n型半導(dǎo)體;以及NiO[30]、Co3O4[31]、CuO[32]等p型半導(dǎo)體。雖然部分基于上述材料的....

圖1.3氧化物半導(dǎo)體氣體傳感器的分類

目前,根據(jù)導(dǎo)電機(jī)制和器件結(jié)構(gòu)的不同可對(duì)氧化物半導(dǎo)體氣體傳感器進(jìn)行精細(xì)化分類,如圖1.3所示。一方面,根據(jù)導(dǎo)電機(jī)制的不同,可將氧化物半導(dǎo)體氣體傳感器分為表面電導(dǎo)型和體電導(dǎo)型兩種[40]。表面電導(dǎo)型:氣體分子在傳感材料表面發(fā)生反應(yīng)并引起半導(dǎo)體表面處能帶的彎曲和載流子濃度的變化,從而可....

圖1.4直熱式氣體傳感器器件結(jié)構(gòu)示意圖

(1)燒結(jié)型:根據(jù)加熱方式的不同,又可將其分為直熱式和旁熱式兩種。如圖1.4所示,直熱式氣體傳感器主要由傳感材料燒結(jié)體、包覆于傳感材料內(nèi)部的加熱極(兼電極)、器件基座、保護(hù)帽、密封膠圈以及電極引腳組成,主體部分通過電加熱或加壓成型后低溫?zé)�結(jié)制成,其工藝簡(jiǎn)單、成本低、功耗小;但是由....

本文編號(hào)：3932135