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一维氧化锌纳米材料传感性能研究

王小华  
【摘要】:本论文利用石英晶体微天平为传感器结构,研究了一维氧化锌纳米材料的敏感性能,主要研究工作如下: 1.本文研究了一维氧化锌纳米材料的制备和表征。一维氧化锌纳米材料是利用900摄氏度下热蒸发锌(99.999%)制备而成,并在室温下滴定到石英晶体微天平进行表征,表征采用SEM(扫描电镜)和XRD(X射线衍射)。本文也研究了掺杂钯的一维氧化锌纳米材料的制备和表征。掺杂钯是利用传统的溶液混合方法进行。掺杂后的材料利用滴定的方法涂覆到石英晶体微天平上,表征采用SEM(扫描电镜)和XRD(X射线衍射)。 2.本文研究了一维氧化锌纳米材料的湿度敏感性能。利用基于石英晶振微天平(QCM)结构的湿度传感器,研究一维结构的氧化锌材料的湿敏性能,主要从灵敏度,稳定性,可重复性等方面来研究传感器在不同湿度情况下的性能。实验结果表明,氧化锌一维结构湿度传感器在相对湿度(RH)30%到80%之间具有很好的灵敏性,而且可重复性能好,证明了一维氧化锌纳米材料是一种很有前途的湿敏材料。 3.本文利用掺杂重金属钯的方法改进一维氧化锌纳米材料的湿敏性能。实验证明掺杂钯后,传感器的灵敏度提高,达到74.24234Hz/%RH;传感器线性度明显提高,使用线性回归的结果表明,其线性度为-0.98834。掺杂钯的传感器还表现出很好的重复性和响应速度。钯的掺杂提高了检测的线性范围,从30%-80%提高到20%-95%。 4.本文研究了一维氧化锌纳米结构的气敏性能。实验证明一维氧化锌纳米结构对氨气具有很好的敏感性能。传感器的响应与氧化锌薄膜的厚度有关。传感器在氨气在40-1000ppm的情况下具有高的敏感性,而且响应时间在5秒左右。传感器还具有稳定性好,重复性好的特点。 5.本文研究了掺杂重金属钯的一维氧化锌纳米材料的氨气敏感性能。传感器在氨气在30-1000ppm的情况下具有高的敏感性,响应时间在2秒左右。传感器还具有稳定性好,重复性好的特点。


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