射频溅射法制备掺杂SnO2纳米薄膜的研究

采用射频反应溅射法在氧化处理后的单晶硅基片上制备SnO2纳米薄膜，并在薄膜中掺杂Sb和Pd用于改变薄膜的气敏特性．运用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)对薄膜的结构和表面形貌进行分析．结果表明，SnO2薄膜具有四方金红石结构，适量掺杂对SnO2薄膜结构无影响；薄膜晶粒粒径小于150nm，且粒径随退火温度的升高而增大．采用Debye—Scherrer简化公式计算了薄膜晶粒粒径，分析了计算值与SEM观测值之间产生误差的原因．经700℃的温度退火后，掺原子比Pd为2％和Sb为2％的薄膜对酒精气体具有很高的灵敏度．     

甲烷气体传感器的性能研究

本文研究了材料和工艺对甲烷气体传感器性能的影响。结果表明,当气体探测元件涂Pt-Pd复合催化剂而参比元件用Al2O3制作时,传感器的性能良好。     

MgO-SnO2薄膜乙醇气敏元件的研制

采用真空镀锡膜、锡膜氧化，浸泡掺杂的方法研制了掺MgO的SnO2薄膜气敏元件，在对乙醇、丙酮等八种气体的测试结果表明：MgO-SnO2元件提高了对乙醇的灵敏度和选择性，而对其余气体的气敏特性同未掺杂元件相类似，实验发现，随着浸泡液浓度的增大，元件对乙醇的灵敏度并不是单调地随之增大，而是出现了一个峰值，实验还发现经Mg(NO3)2溶液处理过的元件对乙醇的灵敏度与乙醇浓度之间的线性关系大大拓宽，在敏感机理方面，提出了流过元件电泫I的公式，该公式可以较好地解释实验现象，利用化学方法在SnO2薄膜中掺入MgO，所制备的元件既克服了烧结型元件的缺点，又克服了薄膜元件物理方法掺杂时掺杂量难以控制的不足之处，为开发新型薄膜气敏元件作了一种尝试。     

纳米材料CuO-SnO2的实验研究

用SnCl4和Cu（NO3）2无机盐为初始原料,采用Sol-Gel（溶胶-凝胶）法制备了平均尺寸10～15nm的CuO-SnO2纳米粉料,运用X射线衍射（XRD）并结合透射电镜（TEM）分析手段分别对纳米SnO2粒径以及掺杂CuO的纳米SnO2粒径进行了较为全面的表征,同时运用差热-失重分析（DTA-TG）方法分析了纳米CuO-SnO2的形成过程。实验表明：与纯SnO2相比掺杂CuO可以有效阻碍SnO2纳米晶体的生长和团聚;以无机盐为原料,采用Sol-Gel（溶胶-凝胶）法制备CuO-SnO2纳米粉体切实可行。     

基于Ni-SnO2纳米颗粒的GS-PUF设计

气敏传感器具有气体识别、探测和监测等功能, 广泛应用于工业生产等领域, 但在泄漏预警时缺乏迅速识别和定位等功能. 本文基于传感器制备工艺偏差分析, 通过对传感器气敏机制的研究, 提出一种基于Ni-SnO2纳米颗粒的气敏传感器物理不可克隆函数(Gas Sensor-Physical Unclonable Function, GS-PUF)设计方案. 该方案利用掺杂Ni元素的方法, 结合静电喷雾沉积技术制备Ni-SnO2气敏传感器, 以获取更加稳定可靠的物理特征值, 然后采集气敏传感器对不同浓度下气体的响应数据, 最后利用随机阻值多位平衡算法比较不同组气敏传感器响应电信号值, 实现PUF数据输出. 制备每组样本可产生128位二进制数据的多组PUF样本, 进行对比实验. 结果表明, 所设计的GS-PUF具有气体泄漏源头识别定位的功能, 且随机性提升至99%, 唯一性达49.80%.     

暂态电化学多组份气体传感器研究Ⅱ.电势脉冲调制型气体传感器

使用微电极并融合计算机控制的快速电势调制技术,推出了一类全新的暂态电化学多组份气体传感器--"电势脉冲调制型气体传感器”.与常规的稳态电化学气体传感器比较,优化了传感器性能,拓展了传感器新的功能和功能集成化.     

锆基电位型CO传感器的制备及其响应性能研究

为提高CO传感器的灵敏度, 采用丝网印刷技术制备了一系列以钇稳定氧化锆为固体电解质、以ZnO材料中掺杂不同比例的In₂O₃为敏感电极、以Pt为参比电极的片式结构电位型CO传感器, 并于特定的工作条件下测试其对不同气体组分的响应性能. 结果表明, 当掺杂比例为质量分数0.3, 烧结温度为1200℃且工作温度为500℃时, 传感器对CO气体的响应值最大, 达到-59mV, 接近未掺杂前的2倍, 传感器的灵敏度有很大提高. 并为阐述传感器的敏感机理, 开展了相应的材料结构表征(XRD/SEM)和电化学催化活性(阻抗谱)测试研究.     

基于氨羧络合剂螯合二氧化锡的高效钙钛矿/硅四端叠层太阳能电池

通过螯合反应合成了 5种包含氨羧络合剂的二氧化锡(SnO2)纳米颗粒电子传输层材料,并比较了各类氨羧络合剂对SnO2电子传输层的形貌、载流子输运、钙钛矿薄膜结晶性以及相应钙钛矿太阳能电池器件性能的影响.结果表明,最优的材料选择是具有更多配位位点的乙二醇双(2-氨基乙基醚)四乙酸(ethylene glycol bis(...     

甲醛在本征和锰掺杂石墨烯表面的吸附:第一性原理研究

为了探索石墨烯在甲醛气体传感器方面的应用,本文采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,从理论上研究了甲醛在本征和锰掺杂的石墨烯表面的吸附机理.结果表明:锰的掺杂可以显著地增加石墨烯对甲醛气体的吸附能和电荷转移量,即锰的掺杂有效地提高了石墨烯对甲醛气体的灵敏性.增强吸附甲醛的原因可能是锰原子与甲醛中碳、氧原子之间的轨道杂化.结果表明锰掺杂的石墨烯有望发展为新型的甲醛气体传感器.     

硫化氢电化学传感器的研究现状及发展

介绍了各种H2S电化学传感器的研究现状和发展前景，探讨了利用凝胶和固体聚合物作为电解质，进行硫化氢气体检测的可行性．     

绝缘表面和气体导电与湿度的关系

湿度对绝缘体表面电导和气体电导有一定的影响，但通常在湿度传感器的研究中忽略了气体电导的贡献。本文通过特殊设计装置来区分表面电导和气体电导，并分别从实验和理论上进行了定性的研究。     

基于最小二乘原理的电力变压器绝缘油色谱在线监测系统校准方法

将半导体传感器应用于电力变压器绝缘油色谱在线监测系统时,传统的直线拟合校准方法会出现测量误差超过限值、拟合气体浓度为负值等问题。基于此,本文采用基于最小二乘原理的直线、幂函数以及一元二次函数拟合方法,对半导体传感器检测的H_2、CH_4、C_2H_6、C_2H_4、C_2H_2、CO、CO_2等7种绝缘油中溶解气体的浓度数据进行拟合。通过理论分析和实验验证,证实相比直线和幂函数拟合方法,基于最小二乘原理的一元二次函数拟合结果的相关性更好,拟合误差更低,有望用于改进绝缘油色谱在线监测系统的现场校准方法。     

多组份烧结型气体传感器

本文报导了以SnO2、ZnO和γ—F?2O3三种半导体金属氧化物按一定比例混合后作为基体材料制成的气敏元件,实验表明,这种元件对C4H10敏感     

复合稀土在SnO_2气敏元件中的应用

本文研究了添加Nd2O3和Sm2O3复合稀土氧化物的SnO2半导体气敏元件的气敏特性。在CO2、H2、CH4和C2H2等气氛中测量结果表明,元件对乙炔的灵敏度高、选择性好、工作性能稳定。     

氮氧化物化学传感器

简要介绍了声表面波化学传感器、光纤化学传感器、半导体化学传感器和电化学传感器等各种类型的氮氧化物化学传感器的特点和基本原理，分析比较了各种类型传感器的优缺点，重点讨论了氮氧化物电化学传感器，并研究了利用固体聚合物作为电解质进行氮氧化物气体检测的可行性．     

压电晶体传感器用于检测二甲苯气体的研究

以冠醚聚合物为涂层的压电晶体传感器，对二甲苯气体显示出良好的选择性和吸附可逆性；对气体流速、环境温度、涂层物用量、干扰气体等因素对测量的影响进行了研究；使水汽的干扰可以完全消除，其测量的线性范围和灵敏度等综合性能指标能满足工作环境中的二甲苯的监测     

交流阻抗法研究苯酚在Sb3+,Ce3+掺杂SnO2/C/Ti系列电极上的电化学行为

采用溶胶-凝胶法合成Sb3+,Ce3+掺杂SnO2胶体前驱体,分别经XC-72R碳黑吸附后制备出一系列碳载氧化物复合电催化剂.利用电化学交流阻抗法(EIS)测试Sb3+,Ce3+掺杂SnO2/C/Ti系列电极的交流阻抗值及随电位和不同苯酚浓度的变化情况.实验结果表明,随着施加在工作电极的电位升高,苯酚氧化的阻力减小;苯酚浓度越大,钝化膜越厚,苯酚氧化的阻力越大.     

锂离子电池负极材料Si-SiO_x-Sn/C的制备及电化学性质

采用碳热还原法在氮气保护下于管式炉中焙烧SiO、SnO2和碳的混合物,制备复合负极材料Si-SiOx-Sn/C。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)对材料的结构进行表征,通过电化学阻抗谱(EIS)和充放电测试对材料的电化学性能进行测试和分析。结果表明:900℃焙烧2 h的样品由晶体锡、无定     

城市煤气传感器的研制

本实验研究了Ａｇ２Ｏ掺杂ＳｎＯ２气体传感器的制作方法，并叙述传感器的烧结的制作技术，测试电路以及气敏特性等。试验结果表明，Ａｇ２Ｏ－ＳｎＯ２气敏元件对城市煤气有很高的灵敏度，而对乙醇蒸气，ＮＨ３和丁烷的灵敏度很小。     

稀土—SnO2薄膜气敏特性的研究

本文用真空镀锡膜，氧化和化学浸渍技术研制了稀土氧化物的SnO2薄膜气敏元件，并测试了薄膜的气敏特性，掺杂元件改善了对乙醇，丙酮蒸气的灵敏度和选择性，而对苯，丁烷，游化石 经石油气，NH3，H2和煤气等不敏感。