led激励下快速热处理法制备室温wo3薄膜气敏性能的研究

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1、独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得天津大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：签字日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解天津大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权天津大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意

2、学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日摘要随着现代工业的发展，人类生存环境中空气污染等问题日益显现，人类的健康和安全受到极大的威胁，环境监测与保护受到全世界范围的广泛关注与重视，环境、能源、汽车工业、食品安全、生命医疗等众多领域对各类高性能气敏传感器的需求日益增加。作为一种重度污染性气体，NO2已严重影响人类的健康和安全。科研人员开展了大量针对NO2检测的研究，开发出了许多气敏材料，WO3被o认为是最有潜力的气敏检测材料。但是当前气敏传感器

3、工作时必须提供200C左右的温度，功耗较大、安全性差且不利于IC集成。如何降低气敏传感器的工作温度并提高气敏传感器灵敏度和响应恢复特性，是全世界科研人员迫切需要解决的难题。本文创造性地采用快速热处理工艺对Al2O3基底上的WO3薄膜进行热处理，并结合LED光辐照激励进行NO2气敏性能测试。大致过程如下：采用磁控溅射的方法在洁净的Al2O3基底上先后沉积叉指铂电极和纳米WO3薄膜，然后采用快速热处理的方法，所得样片的表面形貌用扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)进行表征，晶体结构用X射线衍射仪(XRD)进行分析，并在室温及LED辐照下检测

4、WO3薄膜的NO2气敏性能，通过常规热处理的作为对照组进行实验，比较快速热处理和常规热处理的不同，并通过对快速热处理不同参数的比较，找到针对WO3薄膜气敏传感器的最佳快速热处理参数。研究结果表明，经过快速热处理后的样片，具有更小的晶粒尺寸，更疏松的表面结构，较大的比表面积以及更窄的禁带宽度，在LED辐照下发生初始电阻降低等现象，大大提高了室温下对NO2的灵敏度，具有较好的响应恢复特性和选择性，从而为NO2气体的室温快速检测技术的实现提供了思路。关键词：室温气敏传感器氧化钨薄膜快速热处理发光二极管AbstractWiththedevelopmento

5、fmodernindustry,theenvironmentalproblemsareincreasinglyapparent,andthatisagreatthreattohumanhealthandsafety.AlargeproportionofairpollutiongasisnitrogenoxidessuchasNO2.Environmentalmonitoringandprotectioncausewidespreadconcernworldwide.Inmanyfields,suchastheenvironment,energy,a

6、utomotiveindustry,foodsafety,medicalandsoon,demandforvarioustypesofhigh-performancegassensorsincreased.Therefore,thestudyofvarioustypesofgasdetectionwithrapidreversibleresponse,whichcandetectthegasoflowconcentrationespeciallynitrogenoxide,becomeanincreasinglyprominentissue.Man

7、ysemiconductingmetaloxidescanbeutilizedassolid-stategassensorsmaterialsandhavebeenwidelyusedforNO2detection.Amongthesesemiconductingmetaloxides,WO3isconsideredtobeoneofthemostattractivematerialsformakingsemiconductingmetaloxidesgassensors.Duetoslowandappreciableinteractionofth

8、esurroundinggaswiththesurfaceofsensinglayeratroomtemperature(