掺杂和异质结对金属氧化物半导体气敏性能影响的研究

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1、分类号：TN304单位代码：10183研究生学号：2015512006密级：公开吉林大学硕士学位论文（学术学位） 掺杂和异质结对金属氧化物半导体气敏性能影响的研究Effectsofdopingandheterojunctionongassensingpropertiesofmetaloxidesemiconductors作者姓名：申婧丽专业：物理电子学研究方向：气体传感器指导教师：阮圣平教授培养单位：电子科学与工程学院2018年6月—————————————————————掺杂和异质结对金属氧化物半导体气敏性能影响

2、的研究—————————————————————Effectsofdopingandheterojunctionongassensingpropertiesofmetaloxidesemiconductors作者姓名：申婧丽专业名称：物理电子学指导教师：阮圣平教授学位类别：工学硕士答辩日期：2018年5月29日未经本论文作者的书面授权，依法收存和保管本论文书面版本、电子版本的任何单位和个人，均不得对本论文的全部或部分内容进行任何形式的复制、修改、发行、出租、改编等有碍作者著作权的商业性使用（但纯学术性使用不在此限）

3、。否则，应承担侵权的法律责任。吉林大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》投稿声明研究生院：本人同意《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》出版章程的内容，愿意将本人的学位论文委托研究生院向中国

4、学术期刊（光盘版）电子杂志社的《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》投稿，希望《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》给予出版，并同意在《中国博硕士学位论文评价数据库》和CNKI系列数据库中使用，同意按章程规定享受相关权益。论文级别：□硕士博士学科专业：物理电子学论文题目：掺杂和异质结对金属氧化物半导体气敏性能影响的研究作者签名：指导教师签名：年月日作者联系地址（邮编）：吉林省长春市前进大街2699号吉林大学唐敖庆楼D345（邮编130012）作者联系电话：13041362693中文摘要掺杂和异质结对金属氧化物半导体气敏

5、性能影响的研究随着社会和科技的发展，环境污染日益加重。其中空气污染尤为严重。空气污染不仅破坏大自然也威胁着人们的健康和安全。在新闻报道中时常能看见易燃易爆气体引起的爆炸或是有毒有害气体泄漏引起的人员伤亡问题。因此时刻监控空气质量且及时的报警和防范是很有必要的。由于半导体式气体传感器具有可实时监测、操作简单、成本低等优点，很多研究者们致力于制备性能更好的气体传感器。自1962年TSeiyama等人用ZnO、SnO2薄膜成功制备半导体式气体传感器之后，金属氧化物半导体传感器成为半导体式气体传感器的一个重要分支。目前制备

6、纳米材料的方法有许多种，如液相沉积法、水热法、水浴法、静电纺丝法等。其中水热法具有形成的产物纯度高、很好地控制产物的理想配比及结构形态、反应温度低等优点，因此广泛地用于纳米材料的制备。本文通过水热法制备气体传感器的气敏材料，利用掺杂、构建异质结来提高传感器的性能。本文主要研究内容如下：第一，通过水热法制备了纯α-MoO3纳米片，并对其进行了不同浓度的Ni掺杂。对所制备的材料进行了各种表征，了解材料的成分和形貌。对纯α-MoO3和Ni掺杂的α-MoO3进行了甲醛气敏性能测试。从测试结果中可以知道Ni掺杂可以提高α-M

7、oO3气体传感器对甲醛的响应度。但不是Ni的掺杂越多响应越大。在三个不同的掺杂浓度中，当掺杂浓度5mol%时响应度最高，在最佳温度下的响应值是纯α-MoO3的4.1倍。并对气敏机理进行了讨论。第二，通过水热法制备了纯In2O3和不同浓度Al掺杂的In2O3，并制备成气体传感器对乙酸乙酯气体进行了气敏性能测试。从测试结果中可以得知5at%Al掺杂的气体传感器对乙酸乙酯具有最高响应度。在184°C时对100ppm乙酸乙酯气体响应高达56.3，而I纯In2O3的响应是24.1。并对气体传感器的气敏机理和掺杂后响应度的提高

8、的原因进行了分析。第三，利用水热法制备了纯In2O3，然后在In2O3表面上生长ZnO形成异质结材料，并测试了两种气体传感器对三乙胺的气敏特性。实验结果表明ZnO/In2O3（184°C）气体传感器的最佳工作温度低于In2O3（206°C）气体传感器的最加工做温度。且ZnO/In2O3气体传感器在最佳工作温度时对100ppm三甲胺的响应高于纯In2O3的响应