lafeo_3zno电阻与电位型气体传感器的制作及性能研究

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1、學巧代号１０５３０学号２０１３３０１０１１９５分类号ＴＮ３０３密级、舶渾火摩硕±学位论文ＬａＦｅ〇３／ＺｎＯ电阻与电位型气体传感帯的制作及性能研究学位申请人江诚导师姓名及职巧张勇副教授学院名热物巧与光电工程学院学科专业串．子科学与技术研究方向电子材料与麗件二〇—六年五月十五日Ｔｈｅｒｏｅｒｔｉｅｓａｎｄｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎｏｆｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ／ｐｐ－ｏｔｅｎｔｉａｌｔｅａｓｓｅｎｓｏｒｓｂａｓｅｄｏｎｐｙｐｇＬａＦｅ〇３／ＺｎＯ（ａｎ

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4、材料的电阻型传感器,和以YSZ纳米纤维作为固体电解质材料，以ZnO和LaFeO3分别作为敏感电极和参考电极制作出ZnO

5、YSZ

6、LaFeO3混合电位型气体传感器。通过对敏感材料、电解质材料等进行微观形貌改造，研究他们的电阻型和电位型传感器的气敏性能，以期达到性能增益的目的。主要研究内容分为以下三部分：1.采用化学气相沉积(CVD)法制备了ZnO纳米颗粒，并采用X射线衍射仪(XRD)、场发射电子显微镜(FE-SEM)和透射电子显微镜(TEM)对材料进行了表征。采用比表面及孔径分析仪测定了ZnO纳米颗粒的比表面积和孔径。利用传感器工艺技术制作了基于Z

7、nO纳米颗粒的旁热式气体传感器，并测量了其在不同温度不同浓度下对乙醇气体的气敏性能。在最佳工作温度150°C下，该传感器对100ppm乙醇气体具有最高的响应值21.6，相应的响应和恢复时间分别是4s和32s。对5种还原性气体测试表明该传感器对乙醇具有很好的选择性。2．采用溶胶凝胶法结合煅烧技术制备了LaFeO3颗粒，并采用XRD、FE-SEM、电子能谱仪和X射线光电子能谱仪对材料进行了表征，用比表面及孔径分析仪测定了ZnO纳米颗粒的比表面积和孔径大小。制作了基于LaFeO3颗粒的旁热式气体传感器，并测量了其在不同温度和浓度下对甲醛气体的敏感特性。

8、在最佳工作温度100℃下，气体传感器具有最高的灵敏度。对1-100ppm甲醛气体进行测试发现传感器对1-50ppm甲醛具有最佳的线性响应，线性相关系数达到了0.99。传感器对50ppm甲醛的响应时间是33s恢复时间为27s。此外，还对9种还原性气体进行了测试，发现对甲醛具有很好的选择特性。3.采用静电纺丝法制备了钇稳定氧化锆(YSZ)纳米纤维，并采用XRD和FE-SEM对材料进行了表征。利用传感器制造技术制作了ZnO

9、YSZ

10、LaFeO3结构的旁热式混合电位型气体传感器，并利用半导体器件测试系统测试了其在不同温度和乙醇浓度下的电动势。在各个温度下

11、，传感器都展现了较好的线性响应。在工作电压为8V时，对500ppm乙醇的响应恢复时间分别为15s和10s，并且具有很好的重复性和稳定性。结果表明，以YSZ线缆结构结合LaFeO3作为参考电极，ZnO作为敏感电极的新型YSZ基混合电位型气体传感器具有高的灵敏度和稳定性。通过以上三个部分的工作，我们较为系统的研究了基于ZnO/LaFeO3电阻型和混合电I位型的气体传感器的灵敏度、选择性等气敏性能。为后续研究者更为深入地研究金属氧化物气体传感器提供实验和理论指导。同时，为制造高性能低功耗气体传感器提供有力参考。关键词：电阻型传感器；ZnO颗粒;LaFe

12、O3颗粒;YSZ纳米纤维;混合电位型传感器IIAbstractWiththedevelopmentofscienceandtechnol