钙钛矿型材料的气敏性质研究

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1、摘要随着社会生产力的发展及广大人们生活水平的提高，气敏传感器得到了越来越广泛的应用，半导体电阻式气敏传感器是目前应用最广泛的传感器之一。随着对半导体氧化物气敏材料的深入研究，多元复合氧化物气敏材料渐渐引起了人们的关注，成为目前的研究热点。本课题采用采用共沉淀法制备了多元复合氧化物的前驱体，再通过两段高温焙烧合成得到了分子式为La0．5Srl5Mn04，Lao7(Cao53Sr0．47Mn)o3，Lao33Ca067MnOLaosSr0．5CoO等钙钛矿氧化物，的复合氧化物，XKD图谱证明该复合氧化物为单

2、相结构，产物中没有杂相出现，SEM和粒度分析表明合成的材料粒度均一，成讵态分布。该工艺结合了溶胶一凝胶法和固相法的优点，工艺简单，易于产业化。将焙烧后的材料通过PLD方法制备成气敏薄膜元件进行气敏测试。研究结果表明：LaC003和Lao5Sro5C003材料对氢气、乙醇具有良好的灵敏度，但是对于甲烷几乎没有表现出气敏性。这两种薄膜样品对H2的灵敏度随温度上升而增大，这种趋势在200℃以上时进一步加剧。且Lao5Sro5C003对氢气的灵敏度比LaC003高。LaC003和Lao5Sro．sC003薄膜样

3、品对乙醇的灵敏度度随温度上升并在200"C时达到一个最大值，随后开始振荡下降。随着乙醇气体浓度的增大，气敏元件的阻值迅速增加，从乙醇气体转移到空气中时电阻值降得也越多，气敏性也越大。尽管La。．9SrolC003样品对氢气、乙醇的初始气敏度比LaC003高．随着储存时间的延长，LaC003对氢气的灵敏度基本不变，而Lao5Sro．5C003样品的灵敏度则大幅下降至LaC003材料之下，表明未掺杂样品具有更好的结构稳定性。原因＆r以锶替代镧后，不可避免地形成了氧缺位。氧缺位的形成，使得晶格氧从内部向表面扩

4、散，从而补充反应掉的表面吸附氧成为．可能，随着晶格氧的扩散，钙钛矿结构遭到～定的破坏，导电的三维网络结构中断，材料的电阻值进一步提高，因此虽然掺杂材料的气敏灵敏度比未掺杂的高，但是稳定性较差。此外，还进行了LaCaMnO、LaSrMnO、LaCaSrMnO等材料的气敏检测，但气敏性不明显。关键词：气敏性，钙钛矿结构，La】-xSrxC003，脉冲激光沉积AbstractWiththedevelopmentofsocietyandtheimprovementofpeople’Slivingconditio

5、ns，gas—sensorshavebeenusedmoreandmorewidely．Semiconductor-typedgassensorisonekindofmostwidelyusedgassensors．Muff-componentsoxideshavebeenthoughtasoneofpromisingmaterialsusedingassensors．PrecursorWassynthesizedbyCO—precipitationmethodinthispaper,thenitwas

6、heatedbytwostagetechnologySOLa0．5S“sMn04，Lao7(Ca053Sro47Mn)0,3，Lao．33Cao67MnOLao5Sro．5C00canbeproduced．XRDPaRemshaveprovedthattheseMuti—componentsoxidesshowsingle-phasestructureandnootherphasesappeared，Synthesizedmaterialsshowedgoodsizedistributionaccord

7、ingtoSEMandparticlesizeanalysisresults．Thesynthesistechnologyusedherecombinedtheadvantagesofbothsol—gelmethodandsolidheating．ThesynthesizedLal．xSrxC003materialsweremadeintogassensorfilmaccordingtoPLDmethodandgassensorcharacterswereinvestigated．nlctestres

8、ultsshowedthatLaC003andLao5Sr05C003、ⅣeresensitivetoH2andC2HsOH，buttheCl-hsensitivityisneartozero．n增H2sensitivityofthesetwofilmsamplesraisedwithtemperature，andthistendencyprickedupwhenthetemperatureWasover200"C．TheH2sensiti