SnO2/Fe2O3双层薄膜的界面结构及其对气敏特性的影响

本文给出用等离子化学气相沉积 (PCVD)技术制备的SnO2 /Fe2 O3 双层薄膜结构的俄歇谱 (AES)剖面分析、透射电镜 (TEM)断面形貌和扫描电镜 (SEM)表面形貌的实验研究结果。AES剖面分析和TEM断面形貌图显示在SnO2 与Fe2 O3 界面区有一个约 35nm厚的过渡层存在 ,其质地松散。实验还发现这个界面过渡层的存在缓解了层间应力 ,增强了SnO2 薄膜的附着力 ,对该双层膜的气敏特性有明显的控制作用 ;但当SnO2 层厚大于 2 70nm时 ,其控制作用几乎完全消失     

用激光烧结法制备的SnO2薄膜的气敏性质

用溶胶-凝胶法制备SnO2前驱液,然后用提拉法分别在单晶Si和Al2O3基片表面制备出SnO2前驱膜,再用脉冲Nd:YAG激光烧结前驱膜使其转变为晶体SnO2薄膜.用XRD分析了单晶Si表面的SnO2薄膜,研究激光功率对SnO2薄膜相组成的影响.TEM观察表明,激光烧结后的薄膜SnO2颗粒均匀,直径约为10 nm.用激光烧结法制备的SnO2薄膜对浓度为1.80×10-4丙酮的最高灵敏度为30～40,明显高于用传统烧结法制备的SnO2薄膜的灵敏度.激光烧结能降低薄膜具有最高灵敏度的工作温度.     

SnO2共混Fe2O3纳米氧化物的制备及其组织结构研究

用SnCl4和FeCl3为原料,采用化学共沉淀法制备掺杂Fe2O3的纳米SnO2,运用差热(DSC)、X射线粉末衍射(XRD)和透射显微镜(TEM)等方法对Fe2O3和SnO2混杂纳米粉末的物相和粒径进行了分析。结果发现：与纯SnO2相比,(1)掺杂Fe2O3可以降低前驱体Sn(OH)4分解制备SnO2纳米晶的焙烧温度,从纯Sn(OH)4的分解温度345．7℃下降到341．1℃;(2)掺杂Fe2O3可以有效阻碍SnO2纳米晶的团聚和长大,前驱体在650℃焙烧时,纯SnO2晶粒在25nm,而掺杂Fe2O3的SnO2晶粒可以保持在2nm左右;(3)掺杂Fe2O3使前驱体焙烧制备SnO2的温度范围更宽,对制备小于10nm的SnO2纳米晶,纯SnO2的焙烧温度范围在400～550℃,而掺杂Fe2O3的焙烧温度范围在400～650℃;(4)SnO2／Fe2O3复合粉末在650℃以下,其晶体结构保持溶剂SnO2的四方结构,部分Fe元素置换了Sn的位置;650℃以上,复合粉末从溶剂晶格中析出Fe2O3形成两相结构。     

SnO2/Fe3O4磁性光催化微纳米材料的制备与性能研究

以磁性纳米颗粒Fe3O4为核,SnCl4.5H2O、氨水、无水乙醇为原料,采用液相共沉淀法在Fe3O4表面包覆一层SnO2光催化剂。采用X射线衍射仪(XRD)及扫描电镜(SEM)分析了其成分和表面形貌。结果显示:Fe3O4纳米颗粒在实验过程中发生了团聚,尺寸增大;当Fe3O4与SnCl4.5H2O物质的量比为(1∶2)～(1∶4)时,SnO2能被较好地包覆在Fe3O4表面,形成核-壳结构的SnO2/Fe3O4复合光催化材料;600℃热处理能够形成结晶性良好的SnO2晶体,但此时Fe3O4转变为Fe2O3,失去了磁性。     

掺杂型SnO2薄膜对乙醇的气敏特性

以SnCl4·5H2O、Ce(NO3)3·6H2O、CuCl2·2H2O、La(NO3)3·6H2O为原料,柠檬酸为络合剂,采用sol-gel法,浸渍提拉技术制备了纯SnO2及其掺杂薄膜.利用XRD分析方法进行了物相结构分析,研究了掺杂比对各掺杂SnO2薄膜元件气敏特性的影响.发现掺杂比相同时,掺杂Ce3+的SnO2样...     

SnO_2-TiO_2的制备及气敏性能研究

以SnCl4·5H2O和钛酸四丁脂为原料,采用Sol-Gel法制备SnO2-TiO2材料。运用XRD、TEM对SnO2-TiO2粉体的物相、形貌和结构进行表征。并测试其气敏性能。实验结果表明:SnO2-TiO2纳米粉体在3.5 V加热电压下对100 ppm乙醇的灵敏度为464.116。     

Pt掺杂SnO2花状纳米结构的合成及其气敏性能的研究

用原位掺杂法制备了Pt/SnO2花状纳米结构.通过控制反应源物中n(Pt4+)/n(Sn4+)比率,可以获得不同Pt掺杂量的复合纳米结构.采用SEM、XRD、TEM和Raman光谱对样品的形貌、结构等进行了分析,并测试了材料的NH3气体敏感性能.结果表明,Pt掺杂的SnO2纳米花大小约为2μm,由平均直径为180nm,...     

利用SiO2的表面化学修饰提高纳米SnO2的热稳定性

以3-氨丙基三乙氧基硅烷(3-APTES)为表面修饰剂,利用乙氧基与SnO2表面羟基之间的化学反应,将SiO2化学接枝于SnO2表面,以阻止SnO2晶粒热生长。采用SEM、TEM、FT-IR、XRD和EDS等技术对改性后纳米SnO2进行结构表征。结果表明,SiO2通过Sn—O—Si化学键与SnO2相连接,SiO2被高度分散于SnO2表面。经1000℃高温煅烧后,SnO2平均粒径改性前后分别为95和10nm。SiO2作为第二相,阻碍了晶界的移动,增加了晶粒生长活化能,从而有效地限制了晶粒高温生长,提高了纳米SnO2的热稳定性。     

掺杂Fe_2O_3对ZnO多孔纳米固体厚膜气敏传感器性能的影响

以ZnO纳米粉(平均粒径30 nm)和Fe2O3,纳米粉(平均粒径90 nm)为原料,利用传统的厚膜气敏传感器制备工艺,制备了纯ZnO多孔纳米固体厚膜气敏传感器和掺杂Fe2O3(掺杂量为1wt%,2wt%和5wt%)的ZnO厚膜气敏传感器.分别测试了这四种厚膜气敏传感器的本征电阻(传感器在空气中的电阻值)及其对乙醇,汽油,丙酮,对二甲苯,氢气,甲烷和CO敏感特性.结果表明:当工作温度在较低时,Fe2O13,的掺杂可明显降低ZnO多孔纳米固体厚膜气敏传感器的本征电阻,并提高其工作稳定性,而适量Fe2O3的掺杂可以提高ZnO多孔纳米固体厚膜气敏传感器对乙醇蒸气和汽油的灵敏度.结合对传感器厚膜的显微结构分析结果,我们对出现上述差异的原因进行了初步讨论.     

Al/Al2O3多层膜的表面和界面的分析研究

用热蒸发沉积和自然氧化及加热法制备纳米量级的Al/Al2 O3薄膜和多层膜。用X射线光电子谱仪 (XPS)和透射电镜 (TEM)对样品进行检测。XPS实验说明自然氧化的Al2 O3膜层厚在 2～ 5nm。Al/Al2 O3薄膜及多层膜的O与Al的原子浓度比为 1 4 3～ 1 85。Ar离子刻蚀的XPS实验结果 (刻蚀速率为 0 0 9nm/s)说明 :2个对层的Al/Al2 O3多层膜截面样品具有周期性结构。TEM观察到了 5个对层的Al/Al2 O3多层膜的层状态结构 ,其周期为 4nm。由此说明 ,热蒸发及自然氧化法是制备纳米量级的Al/Al2 O3多层膜的有效方法     

热爆形变合成SnO2纳米纤维的形貌与结构

SnO2是一种重要的宽能级n型半导体金属氧化物,在气体检测、电池电极、光催化剂等方面具有广泛的应用.关于SnO2纳米纤维的合成方法较少,且存在各种不足.热爆形变合成法(TEDS)是制备SnO2纳米纤维的一种新方法,工艺简单,反应快速、耗能低,应用前景广阔.介绍了热爆形变合成法制备SnO2纳米纤维的基本方法,并对合成机理进行了初步探讨.通过XRD、SEM、TEM对SnO2纳米纤维的形貌与结构进行观测分析,证实SnO2纳米纤维具有四方金红石结构,形貌弯曲且存在结点,直径约20～100nm.     

Al/Al2O3多层膜的表面和界面的分析研究

用热蒸发沉积和自然氧化及加热法制备纳米量级的Al/Al2O3薄膜和多层膜.用X射线光电子谱仪(XPS)和透射电镜(TEM)对样品进行检测.XPS实验说明自然氧化的Al2O3膜层厚在2～5 nm.Al/Al2O3薄膜及多层膜的O与Al的原子浓度比为1.43～1.85.Ar离子刻蚀的XPS实验结果(刻蚀速率为0.09 nm/s)说明2个对层的Al/Al2O3多层膜截面样品具有周期性结构.TEM观察到了5个对层的Al/Al2O3多层膜的层状态结构,其周期为4 nm.由此说明,热蒸发及自然氧化法是制备纳米量级的Al/Al2O3多层膜的有效方法.     

二极溅射沉积Fe-N-O薄膜的形貌与结构分析

利用二极溅射的方法在不同衬底上沉积了Fe N O薄膜。通过扫描电子显微镜(SEM)、光电子能谱(XPS)和透射电子显微镜(TEM)等先进实验分析手段对二极溅射沉积Fe N O薄膜的形貌与结构进行了分析。XPS和TEM的结果表明,薄膜的主要成分为FeO和少量的Fe16N2多晶体组成,生长上存在择优取向;表面均匀、致密、平整,晶粒大小在50nm左右。     

基于正交试验的La_2O_3掺杂SnO_2气敏传感器的研究

以SnO2纳米粉和La2O3纳米粉为原料,采用高能球磨技术,结合正交试验设计,制备了经过高能球磨的纯SnO2纳米粉体和掺杂适量La2O3的SnO2纳米粉体。利用传统的厚膜气敏传感器制备工艺,制备了纯SnO2厚膜气敏传感器及掺杂一定量La2O3的SnO2厚膜气敏传感器。并对其本征电阻及其对乙醇、汽油、丙酮、氢气和CO等气体的敏感特性进行了测试。结果表明各因素对综合气敏性能影响的显著性水平由大到小依次为La2O3掺杂浓度〉烧结时间〉老化时间〉烧结温度。同时,通过分析还得到了最佳组合工艺。La2O3掺量为5%（质量分数）,烧结时间为2h,老化时间为7d,烧结温度为650℃条件下制备的气敏元件的综合气敏性能最好,其中对1.0×10-3乙醇蒸气的灵敏度达107.2,对相同浓度的干扰气体的选择性分别为S乙醇/S汽油=11.3,S乙醇/S丙酮=9.1。     

SnO2纳米薄膜的溶胶-凝胶法制备及气敏性能

以SnCl2·2H2O和无水乙醇为原料制备SnO2透明溶胶,通过浸渍法在云母基片上制备了SnO2纳米薄膜.利用XRD和AFM手段研究了薄膜的结构和形貌,结果表明,SnO2纳米薄膜的球形粒径约为15nm;随着薄膜沉积层数的增加或工作温度的升高,薄膜电阻逐渐减小.气敏特性研究表明,薄膜对H2有较好的敏感性.     

气敏元件的技术改造—薄膜气敏元件的开发

简要叙述了气敏元件技术改造的情况,介绍了研制薄膜气敏元件的工艺流程和芯片结构以及我们已研制出的薄膜元件(SnO2,ZnO,Fe2O3,TiO2,ZnSnO3)的气敏特性和温耗特性。     

纳米粒径RGTO SnO2薄膜的制备及气敏特性研究

针对RGTO SnO2薄膜颗粒粒径较大的问题，通过控制直流磁控溅射时的溅射气压，制备出了纳米粒径RGTO SnO2薄膜，用SEM表征了其形貌及粒径分布，研究了溅射气压对其形核及生长过程的影响，测试了薄膜对乙醇的气敏特性。研究结果表明，改变溅射气压能够有效控制RGTO SnO2薄膜的粒径，这种控制作用主要发生在形核阶段，是通过溅射气压对沉积速率的影响产生的；气敏测试结果证实了该纳米粒径敏感膜具有较高的灵敏度和较快的响应恢复特性。     

Y2O2S：Eu^3＋红色荧光粉的SnO2：Sb包覆研究

采用硫融法合成了Y2O2S：Eu^3＋红色荧光粉。用溶胶-凝胶法在其表面包覆了一层SnO2：Sb透明导电薄膜。通过x射线衍射（XRD）、透射电镜（TEM）、荧光光谱（PL）和电阻测量等检测手段分别分析了包覆处理对Y2O2S：Eu^3＋的晶体结构、表面形貌、荧光性质以及荧光粉导电性的影响。结果表明：通过该方法成功地在Y2O2S：Eu^3＋表面包覆了一层连续的SnO2：Sb薄膜;当包覆量nSoO2/nY2O2S=6％时,所得到的荧光粉同时具有较高的荧光强度和导电性;当掺杂量DSb/nSn=10％,退火温度为500℃（氧气流中退火1h）时,可以得到导电性较好的荧光粉。     

Al／Al2O3多层膜的表面和界面的分析研究

用热蒸发沉积和自然氧化及加热法制备纳米量级的Al/Al2O3薄膜和多层膜。用X射线光电子谱仪（XPS）和透射电镜（TEM）对样品进行检测。XPS实验说明自然氧化的Al2O3膜层厚在2－5nm。Al/Al2O3薄膜及多层膜的O与Al的原子浓度比为1.43-1.85。Ar离子刻蚀的XPS实验结果（刻蚀速率为0.09nm/s)说明：2个对层的Al/Al2O3多层膜截面样品具有周期性结构。TEM观察到了5个对层的Al/Al2O3多层膜的层状态结构，其周期为4nm。由此说明，热蒸发及自然氧化法是制备纳米量级的Al/Al2O3多层膜的有效方法。     

粉末溅射金属氧化物薄膜气敏元件

指出了薄膜元件能否实用化的关键在气敏层的稳定性;提出了粉末溅射和高能溅射是气敏层稳定性的保证。指出了能实用化的薄膜元件是否能生产还要有较高的成品率,这就要求对晶体管光刻工艺进行改造和发展。给出了SnO2/16%CeO2,ZnO/1%CeO2,Fe2 O3/2%CeO2,TiO2/2%CeO2,ZnSnO3（ ZnO +SnO2）元件的气敏特性。