基于SnS的气敏元件研究.pdf

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1、2012年第3l卷第8期传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)15基于SnS的气敏元件研究张一翔，傅铁祥(长沙理工大学化学与生物工程学院，湖南长沙410114)摘要：以气相的H。S和液相的NaS溶液2种沉淀剂与SnC1溶液分别在室温和50下制备得到4种SnS晶体。通过扫描电镜(SEM)表征观察了4种晶体粉末的颗粒大小和表面状况。对其低温下气敏性测试表明：4种晶体都对NH有很好的响应，尤其是在工作电压l0V的条件下，NH。浓度范围0．0148～0．148mmol／L内，各个

2、样品拥有最高的灵敏度。最快的响应时间为1．5min，最快的恢复时间为52S。SnS作为气敏材料在节能传感器开发和检测NH。泄漏方面有一定的应用前景。关键词：气敏材料；气敏元件；SnS；NH中图分类号：TP212．2文献标识码：A文章编号：1000--9787(2012)08-0015-02ResearchOilgassensorbasedonSnSZHANGYi—xiang．FUTie—xiang(SchoolofChemical&BiologicalEngineering，ChangshaUniversityofScie

3、nceandTechnology，Changsha410114，China)Abstract：FourkindsofSnScrystalarepreparedbytwomethodswhichuseH2SingasphaseandNa2SsolutionreactingwithSnC12solutionatroomtemperatureand50oCrespectively．Thegrainsizeandsurfacestatusofthefourkindsofpowderarecharacterizedbythescan

4、ningelectronmicroscopy(SEM)．ThegassensitivitytestatlowtemperatureshowsgoodresponsetoNH3andthesensitivityvalueisuptothemaximumwithintheNH3concentrationrangeof0．0148～0．148mmol／Lattheworkingvoltageof10Vespecially．Theshortestresponsetimeis1．5min，andtheshortestrecovery

5、timeis52S．ThematerialofSnSasthegassensingmaterialhasapplicationprospectindevelopingenergy—savingsensoranddetectingtheleakageofNH3．Keywords：gas—sensitivematerial；gassensor；SnS；NH30引言1买验半导体材料作为气体传感器的敏感材料已经拥有大量1．1SnS的制备的报道和应用，而其中以金属氧化物半导体材料居多，用得取4份9．4807g无水SnCI晶体(0．0

6、5too1)分别用浓最多的是通过对SnO掺杂和修饰，可见金属元素sn盐酸溶解，并慢慢将其稀释，以作为sn“的供体。而S通在气体传感器领域里有着举足轻重的位置。过NaS溶液和HS气体提供，在常温和5O℃两种温度条近些年来，金属硫化物作为一种新兴的半导体材料，因件下通过化学沉积法制得SnS晶体。要求Na2S溶液和其具备新颖的物理光电性质与特有的电子导电性能和离子HS气体过量，使得sn“反应完全。由于制备得到的SnS导电性能，被用作超离子导体受到人们极大的关注。颗粒非常小，需静置几天。然后过滤，蒸馏水洗涤，干燥得尤其是SnS在太

7、阳能电池、近红外探测器以及作为高转换到4种条件下制备的SnS晶体，晶体呈棕黑色。以NaS为率的光伏材料等方面有着广泛的潜在应用’，然而它在沉淀剂制备的晶体颜色较深，而温度对晶体颜色影响不大。气体传感器领域的应用，鲜见报道。由于广泛使用的气体1．2SnS晶体的SEM表征传感器多在高温条件下工作或者需要高温烧结，这对于能采用日本电子公司JSM--6360LV型扫描电镜(SEM)。源的消耗特别大，达不到经济实用的效果。因此，本文选用将4种样品研磨充分后所得的扫描电镜图谱如图l所示。SnS作为气体敏感材料，构建了一种旁热式气体传感

8、器。从图l的4种晶体扫描电镜图对比可知，反应温度对探讨了其气敏特性，为节能型气体传感器的发展提供了新产物颗粒大小的影响不大。不同的沉淀剂对于产物的表面的资源。状况影响非常大，而以Hs为沉淀剂制备的晶体具有更小收稿日期：2012-02-02l6传感器与微系统第31卷恢复时间的比较，常温下以HS为沉淀剂制备