eu离子掺杂的氧化铟、氧化锡纳米带气敏特性研究

《eu离子掺杂的氧化铟、氧化锡纳米带气敏特性研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、分类号密级UDC编号硕士研究生学位论文论文题目：Eu离子掺杂的氧化铟、氧化锡纳米带气敏特性研究学院物理与电子信息学院专业名称凝聚态物理研究生姓名陈伟武学号13070205006导师姓名刘应开职称教授2016年5月20日独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的硏究工作及取得的硏究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的硏究做出贡献的个人和集体，均已在文中从明确方式标明。本人完全意识到本声明

2、的法律结果由本人承担。学位论文作者签名ｒｆ杰户冷年（月＞曰学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版允许论文被查阔和借陶。本人授权云，南师范大学可将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可於采用影印、缩印或巧描等复制手段保存和汇编本学位论文。学位论文作者签名ｒ片義＾指导教师签名：｛－豕＂乂年＾月＞日月冷日摘要在金属氧化物半导体材料

3、中，氧化铟和氧化锡都属于一种n型金属氧化物半导体材料，拥有较大的禁带宽度，分别为2.9eV和3.6eV。在不同条件下它们都具有良好的化学、热力学稳定性及气敏特性，被广泛应用于传感器领域，以检测易燃易爆、有毒气体等。而纳米带具有较大的体表面积比、良好的晶体结构和电子输运性质，使得纳米带在气体传感器应用方面有突出的表现。为了获得更高的气敏响应和气敏选择性，掺杂稀土元素，利用其特殊的物理化学性质及催化特性，是实现这一目的的有效途径。目前，对铕元素掺杂纳米材料的研究都集中在它们的形态或光学特征的研究，研

4、究铕掺杂氧化铟和氧化锡单根纳米带传感器的研究还未见报告，对其气敏特性进行系统的研究具有重要的应用价值。本文使用热蒸发法分别制备了纯净氧化铟和氧化锡以及铕掺杂的氧化铟和氧化锡纳米带，利用一系列的仪器对获得的纳米带进行了形貌、微结构以及成分组成的表征，并研究其生长机理。在此基础上，利用双离子束沉积系统制备单根纳米带传感器，然后研究传感器的气敏响应特性。实验发现，所得的四种纳米材料拥有规则的形状，光滑的表面以及极薄的厚度，且铕掺杂的纳米带宽度要比纯净纳米带大。测试结果表明：铕掺杂氧化铟传感器在260°

5、C时对100ppm浓度的硫化氢响应为6.15，是纯净氧化铟传感器的响应（1.77）的3.47倍；单根铕掺杂氧化锡传感器在210°C时对100ppm浓度的丙酮的响应为8.56，是纯净氧化铟传感器响应（1.36）的6.29倍。所测试的传感器对气体的响应恢复时间约为15s，而且电阻在实验结束后均能恢复初始值，表明传感器具有良好的可重复性和稳定性。比较所测试的气敏传感器的气敏性能，发现铕掺杂极大的提升了氧化铟和氧化锡纳米带的气敏性质。而铕掺杂氧化铟和氧化锡传感器分别具备检测硫化氢和丙酮气体的能力，为有毒

6、有害气体的检测提供新的材料和器件。关键词：铕掺杂；氧化铟纳米带；氧化锡纳米带；气体传感器IAbstractAmongallmetaloxidesemiconductormaterials,indiumoxideandstannicoxide,asn-typesemiconductorswithwidebandgaps(Eg≈2.9eVand3.6eV),possessgreatchemicalandthermalstabilitiesunderpracticaloperatingconditio

7、ns,makingthembewidelymanufacturedassensorsfordetectinginflammableandexplosiveandtoxicgases.Meanwhile,nanobeltwithlargespecificsurfacearea,crystallographicperfection,andgreatelectrontransportproperty,hasanoutstandingperformanceingassensorapplication.I

8、nordertoobtainhigherresponseandselectivity,dopingrareearthelementswithspecialphysical,chemical,andcatalyticproperties,iseffectivewaytoachievethosepurposes.Uptonow,fortheeuropiumdopedmetaloxidesemiconductornanodevices,mostresearcherstendtoexplorethemo