掺锡对α—Fe2O3薄膜微结构和气敏特性的影响研究

本文用常压化学气相淀积法（ＡＰＣＶＤ）制备了α－Ｆｅ２Ｏ３薄膜，对所制备的薄膜进行了Ｘ射线衍射分析和表面形貌（ＳＥＭ）分析。对薄膜的气敏特性进行了测量。结果表明，用ＡＰＣＶＤ工艺制备的α－Ｆｅ２Ｏ３薄膜对烟者极为敏感并且具有良好的选择性；本研究还对所制备的α－Ｆｅ２Ｏ３薄膜进行了有效的掺杂，对掺杂样品的气敏特性测试表明四价金属元素Ｓｎ的掺入对α－Ｆｅ２Ｏ３薄膜的气敏特性有显著的影响。实验表明用ＡＰ     

陶瓷衬底上淀积薄膜α－Fe_2O_3材料的微结构和气敏特性研究

本文用常压化学气相淀积（ＡＰＣＶＤ）工艺在陶瓷衬底上成功地制备出了具有超微粒结构的α－Ｆｅ_２Ｏ_３气敏薄膜．对所制备的薄膜进行了Ｘ射线衍射分析和扫描电子显微分析（ＳＥＭ）．研究了淀积工艺条件对α－Ｆｅ_２Ｏ_３薄膜的粒度的影响．气敏特性研究表明，用ＡＰＣＶＤＩ艺制备的超微粒α－Ｆｅ_２Ｏ_３薄膜对烟雾呈现出很高的灵敏度和良好的选择性，这种薄膜可用于感烟探测器．     

EFFECT OF DOPING METHODS ON THE GAS-SENSING PROPERTIES OF α-Fe_2O_3

用化学沉淀法和升温水解法合成了纯α－Ｆｅ２Ｏ３和ＳｎＯ２掺杂的α－Ｆｅ２Ｏ３。用ＸＲＤ和ＴＥＭ研究了参杂方式对α－Ｆｅ２Ｏ３微观结构的影响。用静态气敏测试方法研究了掺杂方式对α－Ｆｅ２Ｏ３气体灵敏度和电阻的影响。结果表明：水解法α－Ｆｅ２Ｏ３颗粒微细（～４０ｎｍ），阻值适中（数百ｋΩ），而且气体灵敏度高。     

电弧等离子体法制备的纳米α－Fe_2O_3的气敏特性

用电弧等离子体法制各纳米α－Ｆｅ＿２Ｏ＿３并研究其气敏特性，结果表明，在没有掺杂的情况下，纳米α－Ｆｅ＿２Ｏ＿３就具有较好的气敏特性。其原因是纳米粒子具有较大的比表面积和较高的晶界比例，从而导致对气体的吸附能力和扩散能力增强。本文用原位ＸＲＤ方法研究了纳米α－Ｆｅ＿２Ｏ＿３的气敏机理，结果表明，在还原性气氛和加热条件下，α－Ｆｅ＿２Ｏ＿３并没有被还原成Ｆｅ＿３Ｏ＿４，其气敏机理主要是表面效应控制型。     

一种制备γ－Fe_2O_3薄膜的新方法

采用一种简单的新工艺分别在硅片和氧化铝陶瓷基片上制备了γ－Ｆｅ＿２Ｏ＿３薄膜。该工艺分３步完成：首先利用Ｆｅ（ＮＯ＿３）＿３酒精溶液通过浸渍涂布工艺制备α－Ｆｅ＿２Ｏ＿３薄膜，其次α－Ｆｅ＿２Ｏ＿３薄膜在氢气流中、３２０～３５０℃之间热处理３０ｍｉｎ被还原为Ｆｅ＿３Ｏ＿４薄膜，最后Ｆｅ＿３Ｏ＿４薄膜在空气中２５０℃左右热处理３０ｍｉｎ被氧化为γ－Ｆｅ＿２Ｏ＿３薄膜。ＸＲＤ和ＳＥＭ分析结果表明该γ－Ｆｅ＿２Ｏ＿３薄膜呈尖晶石物相和自由取向，晶粒为针形，具有疏松多孔的微结构。     

退火对氧敏CeO2—x薄膜结构及电子组态的影响

用射频磁控溅射法制备了ＣｅＯ２－ｘ高温氧敏薄膜，用Ｃｅ３ｄ的ＸＰＳ谱计算了Ｃｅ＾３＋浓度，研究了退火条件对氧敏ＣｅＯ２－ｘ薄膜的晶体结构及电子组态的影响，ＸＲＤ和ＡＦＭ分析表明，薄膜经９７３Ｋ至１３７３退火后，形成了ＣａＦ２型结构的ＣｅＯ２－ｘ其晶粒大小明显依赖于退火条件和膜厚，退火温度在９７３Ｋ至１１７３Ｋ时（２００）晶面是择优取向的，在１３７３退化４ｈ后，可得到热力学稳定的ＣｅＯ２－ｘ在退火前     

电弧等离子体法制备的纳米a—Fe2O3的气敏特性

用电弧等离子体法制备纳米ａ－Ｆｅ２Ｏ３并研究其气敏特性，结果表明，在没有掺杂的情况下，纳米ａ－Ｆｅ２Ｏ３就具有较好的气敏特性。其原因是纳米粒子具有较大的比表面积和较高的晶界比例，从而导致对气体的吸附能力的扩散能力增强。本文用原位ＸＲＤ方法研究了纳米ａ－Ｆｅ２Ｏ３的气敏机理，结果表明，在还原性气氛和加热条件下ａ－Ｆｅ２Ｏ３并没有被还原成Ｆｅ２Ｏ３其气敏机理主要是表面效应控制型。     

一种制备r—Fe2O3薄膜的新方法

采用一种简单的新工艺分别在硅片和氧化铝陶瓷基片上制备了ｒ－Ｆｅ２Ｏ３薄膜。该工艺分３步完成：首先利用Ｆｅ（ＮＯ２）３酒精溶液通过浸渍涂布工艺制备ａ－Ｆｅ２Ｏ３薄膜，其次ａ－Ｆｅ２Ｏ３薄膜在氢气流中、３２０￣３５０℃之间热处理３０ｍｉｎ被还原为Ｆｅ３Ｏ４薄膜，最后Ｆｅ３Ｏ４薄膜在空气中２５０℃左右热处理３０ｍｉｎ被氧化为ｒ－Ｆｅ２Ｏ３薄膜。ＸＲＤ和ＳＥＭ分析结果表明该ｒ－Ｆｅ２Ｏ３薄膜呈尖晶石物相和     

掺锑α－Fe_2O_3的结构和性能

用化学共沉淀与固相反应相结合的方法，在α－Ｆｅ＿２Ｏ＿３中掺入一定量的锑离子。Ｘ射线衍射（ＸＲＤ）分析表明，掺锑量（Ｓｂ／Ｆｅ原子比）小于０．２．材料仍保持小Ｆｅ＿２Ｏ＿３的晶体结构，但是加入量＞０．２时，有铁、锑复合氧化物生成。通过分析Ｓｂ的掺入对α－Ｆｅ＿２Ｏ＿３的晶粒生长及电学性质的影响，认为该系列材料的气敏性能有大幅度的提高，是锑的掺入改变了α－Ｆｅ＿２Ｏ＿３的气敏机理。     

新型氧敏CeO2—x薄膜的制备及结构研究

用射频磁控溅射法制备了ＣｅＯ２－ｘ高温氧敏薄膜。通过改变Ｏ２／Ａｒ比，制备出不同组分和结构的ＣｅＯ２－ｘ薄膜。用Ｃｅ３ｄ的ＸＰＳ谱了Ｃｅ２＋的浓度。ＸＲＤ和ＡＦＭ分析表明，薄膜经空气中高温退火后，形成了立方体ＣａＦ２型小晶粒，晶粒大小明显依赖于退火条件和膜厚。     

掺锑a—Fe2O3的结构和性能

用化学共沉淀与固相反应相结合的方法，在ａ－Ｆｅ２Ｏ３中掺入一定量的锑离子。Ｘ射线衍射（ＸＲＤ）分析表明，掺锑量（Ｓｂ／Ｆｅ原子比）小于０．２，材料仍保持ａ－Ｆｅ２Ｏ３的晶体结构，但是加入量〉０．２时，有铁、锑复合氧化物生成。通过分析Ｓｂ的掺入对ａ－Ｆｅ２Ｏ３的晶粒生长及电学性质的影响，认为该系列材料的气敏性能有大幅度的提高，是锑的掺入改变了ａ－Ｆｅ２Ｏ３的气敏机理。     

IBAD薄膜与基体界面的显微结构

采用中能离子束辅助沉积（ＩＢＡＤ）技术，在单晶Ａｌ２Ｏ３（０００１）基片上沉积Ｍｏ膜，在ＧＡＡｓ（００１）基片上合成Ｆｅ１６Ｎ２薄膜，用ＨＲＥＭ等研究了Ｍｏｅａｊｄ－Ａｌ２Ｏ３（０００１），Ｆｅ１６ｎ２膜－ＧａＡｓ（００１）界面的显微结构，结果表明：Ｍｏ膜的晶粒呈细小柱状或纤维状，晶粒平均尺寸约８ｎｍ，Ｆｅ１６Ｎ２薄膜为等轴晶，晶粒平均尺寸约为１０ｎｍ，在Ｍｏ膜－Ａｌ２Ｏ３（０００１）界面及Ｆｅ１     

掺杂对γ－Fe_2O_3气敏元件灵敏度及其它特性的影响

本文着重研究了稀土氧化物及其它某些化合物对γ－Ｆｅ＿２Ｏ＿３气敏元件灵敏度、选择性、工作温度和使用寿命的影响，并对加粘土在γ－Ｆｅ＿２Ｏ＿３气敏元件中的作用做了详细研究，为制备优异的γ－Ｆｅ＿２Ｏ＿３气敏元件提供了实验依据。     

应用量子化学研究Ca2Fe2—xAl2O5的水化活性

用量子化学ＳＣＣ－ＤＶ－Ｘα方法分析了Ｃａ２Ｆｅ２－ｘＡｌｘＯ５体系听ａ２Ｆｅ２Ｏ５，Ｃａ２Ｆ３１．４３Ａｌ０．５７Ｏ５和Ｃａ２Ｆ３１．２８Ａｌ０．７２Ｏ５，认为它们的水化活性随Ａｌ的增加而提高的原因是：（１）Ａｌ的净电荷比Ｆｅ高，易吸收水分子的弧对电子；（２）Ａｌ－Ｏ键比Ｆｅ－Ｏ键弱，易断裂而容易与水反应。     

浸渍涂布法制备（CaxLa_l－x）FeO_3薄膜及其气敏效应的研究

利用含有Ｃａ，Ｌａ和Ｆｅ成分的水溶胶（摩尔比为Ｃａ：Ｌａ：Ｆｅ＝０．２５：０．７５：ｌ），经浸渍──提拉──干燥──焙烧过程分别在玻璃衬底及Ａｌ＿２Ｏ＿３基片上制备了薄膜。通过ＸＲＤ和ＸＰＳ分析表明玻璃衬底上的薄膜是成分准确的钙钛矿结构的（Ｃａ＿０．２５Ｌａ＿０．７５）ＦｅＯ＿３薄膜，而Ａｌ＿２Ｏ＿３基片上的薄膜是成分不确切且呈混合相的薄膜；借助ＳＥＭ观察了薄膜的表面微结构；测试Ａｌ２０３基片上的薄膜对酒精的气敏效应，发现在较低的工作温度下，薄膜对低浓度的酒精蒸气有高的灵敏度。     

乙二醇甲醚体系中α-Fe_2O_3纳米晶制备与结构分析

研究了在硝酸铁乙二醇甲醚溶液体系中,用溶胶－乳化－凝胶法制备氧化铁纳米晶,首次将表面活性剂（ＳＤＳ）引入溶胶－凝胶化过程,并采用一种高效缩合催化剂来加速此过程．结合ＴＥＭ、ＸＲＤ和ＴＧ－ＤＴＡ分析手段对产物进行了表征,结果表明,加入的表面活性剂（ＳＤＳ）有助于纯相α－Ｆｅ２Ｏ３纳米晶的生成,而缩合催化剂钛酸了酯的加入则大大缩短凝胶时间,所得粉体的原始晶粒尺寸为３０ｎｍ左右．若以常用的硅酸乙酯代替钛酸丁酯,则胶凝时间明显延长,最终产物为β和α氧化铁的混晶相（γ－Ｆｅ２Ｏ３为主晶相）,晶粒尺寸约为１０ｎｍ,并从中提出了一条改进γ－Ｆｅ２Ｏ３基气敏材料性能的新思路．     

掺杂方式对α─Fe_2O_3气敏特性的影响

用化学沉淀法和升温水解法合成了纯α─Ｆｅ２Ｏ３和ＳｎＯ２掺杂的α─Ｆｅ２Ｏ３，用ＸＲＤ和ＴＥＭ研究了掺杂方式对α─Ｆｅ２Ｏ３微观结构的影响，用静态气敏测试方法研究了掺杂方式对α─Ｆｅ２Ｏ３气体灵敏度和电阻的影响结果表明：水解法α─Ｆｅ２Ｏ３颗粒微细（～４０ｎｍ），阻值适中（数百ｋΩ），而且气体灵敏度高     

高稳定性的r—Fe2O3的合成及其气敏性能研究

本文采用空气氧化Ｆｅ（ＣＯ３）ｘ（ＯＨ）２（１－ｘ）悬浮液体系，控制体系的ｐＨ和掺入适量的钇元素，合成出纳米级黄ｒ－ＦｅＯＯＨ微晶。由ＤＴＡ－ＴＧ和ＸＲＤ分析得出，由ｒ－ＦｅＯＯＨ直接脱水得到的ｒ－Ｆｅ２Ｏ３样品，具有很好的热稳定性，其ｒ－ａ相变温度可达７２５℃，且粒径为纳米级，并具有很好的气敏灵敏度和选择性。６００℃烧结的气敏元件，对液化石油气（ＬＰＧ）的灵敏度Ｓ大于７０；而在７００℃下烧结的元     

电弧等离子体制备纳米ZnO的气敏特性

用Ｈ２＋Ａｒ电弧等离子体法制成纳米ＺｎＯ，ＺｎＯ－Ｆｅ，研究了其气敏特征及机理，结果表明：与其它制备方法相比，该方法制成的纳米ＺｎＯ气敏元件在没有贵金属掺杂的情况具有较高的灵敏度，工作温度为２００℃￣２５０℃，为常规元件的一半，纳米ＺｎＯ－Ｆｅ－Ｐｄ对液化石油气（ＬＰＧ）的选择性比纳米ＺｎＯ好，具有快速响应（〈１５ｓ）的恢复特性，能稳定地连续工作７０ｈ以上，可制作低功耗ＬＰＧ气敏元件。     

高稳定性的γ－Fe_2O_3的合成及其气敏性能研究

本文采用空气氛化Ｆｅ（ＣＯ＿３）＿ｘ（ＯＨ）＿（２（１－ｘ））悬浮液体系，控制体系的ｐＨ和掺入适量的钇元素，合成出纳米级铁黄γ－ＦｅＯＯＨ微晶。由ＤＴＡ－ＴＧ和ＸＲＤ分析得出，由γ－ＦｅＯＯＨ直接脱水得到的γ－Ｆｅ＿２Ｏ＿３样品，具有很好的热稳定性，其γ－α相变温度可达７２５℃，且粒径为纳米级，并具有很好的气敏灵敏度和选择性。６００℃烧结的气敏元件，对液化石油气（ＬＰＧ）的灵敏度Ｓ大于７０；而在７００℃下烧结的元件，对Ｃ＿２Ｈ＿２灵敏度Ｓ大于４０；它们均对选定测试的气体ＣＯ、Ｈ＿２、汽油（Ｐｅｔｒｏｌ）。Ｃ＿２Ｈ＿２和ＬＰＧ有很好的选择性。