您的位置: turnitin查重官网> 工程 >> 化学工程 >氧化铜溶胶—凝胶法制备二氧化锡纳米复合薄膜与其电学特性要求

氧化铜溶胶—凝胶法制备二氧化锡纳米复合薄膜与其电学特性要求

收藏本文 2024-02-21 点赞:11121 浏览:37882 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:本论文首先对金属氧化物半导体薄膜在气敏传感器上的运用进行了综述,发现在众多的金属氧化物半导体材料中,由于二氧化锡(SnO2)具有良好的电学、光学和气敏性能,故广泛运用于气敏传感器、太阳能电池、发光材料等领域。在综述的基础上,本论文确定了用溶胶-凝胶法制备Sn02纳米复合薄膜。在实验方面,以金属无机盐SnCl2·2H2O、CuCl2·2H2O和CH3CH2OH为原料,制备了SnO2薄膜和CuO掺杂的SnO2(CuO-SnO2)薄膜,用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和电化学工作站,系统的探讨了退火温度、旋涂次数和添加聚乙二醇PEG(1000)对SnO2纳米复合薄膜的物相、微观结构和电学特性的影响。探讨结果表明:CuO-SnO2薄膜热处理温度在450℃C-550℃之间比较合适,随着退火温度的增加,SnO2薄膜结晶性逐渐变好,晶粒长大,电学特性比较好,且掺杂CuO后的SnO2薄膜电阻均小于同等条件下未掺杂的Sn02薄膜,制备的Sn02呈四方相金红石结构。综合考虑薄膜的微观结构、电学特性等因素,我们确定了最佳的退火温度为450℃,此后系统的探讨了退火温度在450℃下,CuO-SnO2薄膜不同旋涂层数的电学特性及添加不同含量聚乙二醇PEG(1000)后CuO-SnO2薄膜的电学特性。同时,对添加不同重量的聚乙二醇和丙三醇的CuO-SnO2薄膜进行了XRD,SEM、TEM浅析及电学特性测试。在论述模拟方面,结合气体动力学和气体吸附论述等相关论述知识,建立了金属氧化物半导体薄膜气敏传感器的灵敏度的模型,在此基础上将该模型进一步扩展,得出了其响应时间的表达式,讨论了表达式中各参数的变化与薄膜气敏传感器灵敏度和响应时间的联系。总之,本论文在前期良好综述的基础上,对二氧化锡纳米复合薄膜进行了系统的探讨,并在论述方面建立了气敏传感器灵敏度和响应时间的表达式。关键词:二氧化锡论文溶胶凝胶法论文氧化铜论文掺杂论文电学特性论文

    摘要5-6

    Abstract6-11

    第1章 绪论11-31

    1.1 引言11-12

    1.2 金属氧化物半导体薄膜气体传感器材料12-18

    1.2.1 表面制约型14-16

    1.2.2 体制约型16-18

    1.3 金属氧化物半导体薄膜制备18-21

    1.3.1 溅射法19

    1.3.2 化学气相沉积19

    1.3.3 喷雾热分解法19-20

    1.3.4 溶胶-凝胶法20-21

    1.3.5 新的薄膜制备技术21

    1.4 薄膜气敏传感器性能改善21-28

    1.4.1 气敏膜方面的探讨22-25

    1.4.2 传感器结构方面的工作25-28

    1.5 课题的提出及探讨内容28-31

    第2章 金属氧化物半导体薄膜电学特性论述基础31-53

    2.1 二氧化锡薄膜结构和性能31-32

    2.2 金属氧化物半导体薄膜电学特性32-48

    2.2.1 金属氧化物薄膜电学论述32-40

    2.2.2 薄膜传感器的结构模型40-42

    2.2.3 电子在金属氧化物薄膜中的传输42-46

    2.2.4 薄膜电导46-48

    2.3 金属半导体的肖特基接触48-51

    2.3.1 金属半导体接触原理48-49

    2.3.2 肖特基载流子输运49-50

    2.3.3 肖特基接触的势垒50

    2.3.4 影响肖特基势垒高度的因素50-51

    2.4 本章小结51-53

    第3章 二氧化锡复合薄膜的制备及表征53-89

    3.1 溶胶-凝胶法的基本原理和特点53-54

    3.2 掺杂元素的选择54-56

    3.3 二氧化锡复合薄膜的制备56-60

    3.3.1 实验所用的设备与器材56-57

    3.3.2 主要原料57

    3.3.3 实验流程57-60

    3.4 溶胶凝胶法制备薄膜样品的表征60-87

    3.4.1 X射线衍射(XRD)浅析61-68

    3.4.2 扫描电子显微镜(SEM)浅析68-80

    3.4.3 电学特性浅析80-87

    3.5 本章小结87-89

    第4章 金属氧化物半导体薄膜气敏性能的模拟浅析89-113

    4.1 金属氧化物半导体薄膜气敏机理的探讨89-95

    4.2 气体在气敏膜中的浓度95-99

    4.3 气体传感器的主要性能参数99

    4.4 气敏传感器灵敏度的模型99-105

    4.4.1 气敏传感器灵敏度模型的建立99-102

    4.4.2 气敏传感器灵敏度模型的模拟102-105

    4.5 气敏传感器响应时间的模型105-111

    4.5.1 气敏传感器响应时间模型的建立105-108

    4.5.2 气敏传感器响应时间模型的模拟108-111

    4.6 本章小结111-113

    第5章 结论和展望113-115

    5.1 结论113-114

    5.2 展望114-115

copyright 2003-2024 Copyright©2020 Powered by 网络信息技术有限公司 备案号: 粤2017400971号