复合钒钼酸干凝胶薄膜的制备及其湿敏特性研究

以V2O5 和Mo粉为起始物质,通过溶胶-凝胶法制备了复合钒钼酸(H2V9Mo3O32.3·nH2O)干凝胶薄膜,薄膜为层状结构,V和Mo分别以V5 和Mo6 存在;在11%～95%RH的范围内,复合钒钼酸干凝胶薄膜具有很好的湿敏特性,响应、恢复时间分别为6s和15s,感湿温度系数为0.5%RH/℃.     

聚苯胺-复合钒钼酸纳米复合材料的湿敏特性研究

采用原位氧化聚合法制备了聚苯胺—复合钒钼酸纳米复合材料,并对其进行了XRD表征和湿敏特性研究。结果表明:聚苯胺插入复合钒钼酸层间,当An∶H2V10Mo2O31±y=1/2∶1时,湿敏性能最好,在工作频率为1 kHz,温度为20℃的条件下,PAn-H2V10Mo2O31±y湿敏元件在全湿度范围内线性好、灵敏度高,是一种很有前途的新型湿敏材料。     

铁酸镧与高分子复合材料湿敏元件特性分析

采用纳米铁酸镧与高分子复合材料制成湿敏元件。研究了复合材料和湿敏元件的制作,测试讨论了灵敏度、湿滞、电容特性、阻抗特性、响应 恢复时间等湿度敏感特性。结果表明:元件的灵敏度较高、湿滞较小,元件的电容值和阻抗值随频率与相对湿度而变化。     

水热腐蚀铁钝化多孔硅的湿敏特性研究

采用水热腐蚀铁钝化法在单晶硅片上生长铁钝化多孔硅(IPS)薄膜,以IPS为感湿介质制成湿敏元件。在不同湿度环境以及测试频率下,测出其电容值,得到了IPS的湿敏特性曲线。研究发现,当相对湿度从11%RH逐渐增加到95%RH的过程中,在测试频率为100Hz时,IPS湿敏元件的电容值增大幅度达1500%,电容响应时间在升湿过程和脱湿过程分别为15s和5s,并且IPS湿敏元件的温度系数在15℃到35℃的范围内较小。结果表明:IPS湿敏元件的特性包括灵敏度、响应时间以及温度系数等均优于多孔硅(PS)湿敏元件的特性。     

基于Si-NPA的BaTiO3薄膜的电容湿敏性能研究

采用溶胶-凝胶和旋涂技术制备了基于Si-NPA的BaTiO3薄膜(BaTiO3/Si-NPA).场发射扫描电镜和X射线衍射实验表明,钙钛矿结构BaTiO3薄膜很好地覆盖了Si-NPA表面.通过蒸镀双面梳状电极,制作了电容型BaTiO3/Si-NPA湿敏元件并对其湿敏性能进行了测试.结果表明,室温下湿敏元件在11%～95%RH范围内具有很高的灵敏度和较快的响应速度,且电容值的对数对湿度呈现出很好的线性.虽然该薄膜湿敏元件在不同湿度下均存在温度漂移,但分析表明这种漂移有可能通过电极设计或信号补偿加以解决.     

钛酸钡湿敏元件的介电特性

制备了电阻式纳米钛酸钡湿敏元件,测试了元件的阻抗、电容,以及介电损耗特性.测试频率对元件的阻抗-相对湿度特性曲线影响较大,特别是低湿范围.100 Hz时曲线的线性度最好.元件的电容在低频范围随相对湿度的升高而增大,但高频范围几乎不随相对湿度变化.在10～105 Hz频率范围内,湿敏元件在11%～98%RH范围都出现了介电损耗的极大值,而且随着相对湿度增大,介电损耗极大值向高频方向移动.分析实验结果,在环境水分子浓度变化时,不仅电阻式湿敏元件感湿材料的电阻发生变化,介电常数也发生变化,水分子的极化也同时存在,但是其电阻随相对湿度的变化最为明显.     

多孔Al_2O_3薄膜感湿材料的湿敏特性研究

通过对阳极氧化多孔Al2 O3 薄膜感湿材料的制备工艺及其电容湿敏特性进行研究 ,将阳极氧化参数对多孔Al2 O3 薄膜的结构和形态的影响与多孔Al2 O3 薄膜作为湿度传感器感湿材料的湿敏特性联系起来进行分析 ,为优化制备工艺参数提供更充分的实验数据 ,使新型多孔Al2 O3 薄膜湿度传感器具有更好的感湿特性。     

基于石英玻璃基底湿敏元件的模型比较研究

对基于石英玻璃基底制备的TiO2-20%SnO2薄膜湿敏元件进行复阻抗分析,采用Origin7.5软件绘出不同湿度下的复阻抗图.在Zsimpwin软件环境下,利用3种不同的等效电路模型对该湿敏元件的复阻抗图进行拟合和误差分析比较.研究表明:引入Q元件的等效电路模型是合理的,该等效电路模型便于对薄膜离子的扩散与感湿机理进行分析.     

Fe2O3-In2O3复合薄膜光波导传感元件检测二甲苯气体的研究

摘 要：本文采用溶胶-凝胶法(sol-gel)制备出氧化铁-氧化铟复合材料,利用提拉法将复合材料固定在锡掺杂玻璃光波导表面研究出能够检测二甲苯气体的Fe2O3-In2O3复合薄膜/锡掺杂玻璃光波导气敏元件。将气敏元件固定在气体检测系统中对挥发性有机气体进行检测。实验结果表明,Fe2O3-In2O3复合薄膜/锡掺杂玻璃光波导气敏元件对二甲苯气体具有较好的响应,其响应浓度范围为1×10-3～1×10-5(V/V)。在常温下该敏感元件对于浓度为1×10-5(V/V)的二甲苯蒸汽有比较明显响应,其响应和恢复时间分别为5s和20s。Fe2O3-In2O3复合薄膜/锡掺杂玻璃光波导气敏元件具有灵敏度高、响应速度快、制作工艺简单和可逆性好等特点。     

基于硫化物系的湿敏元件的研究

研究了Zn、Cd、Sb等系列硫化物薄膜湿敏元件的感湿特性 ,发现金属硫化物元件具有较好的湿敏特性和稳定性 ,对元件的频率特性、湿滞特性、响应 -恢复时间、阻抗、以及稳定性进行了测试 ,并对其敏感机理进行了探讨     

Sol–gel processed TiO2–K2O–LiZnVO4 ceramic thin films as innovative humidity sensors

Active elements for humidity sensors based on TiO₂–K₂O–LiZnVO₄ ceramic thin films have been prepared by the sol–gel technique. The films heated to 600°C, whose composition is Ti:K:Li:Zn:V:O=1:0.04:0.1:0.1:0.1:2.42 (molar ratios), are composed of semiconductor ceramics (rutile TiO₂), alkali metal oxide (K₂O) and glass (LiZnVO₄). At the frequency of 40 Hz, the elements' impedance (Z_p), resistance (R_p) and capacitance (C_p) vs. relative humidity (rh) values all show variations higher than three orders of magnitude over the humidity range tested (10–99% rh), and the curves of Log(Z_p)∼rh, Log(R_p)∼rh and Log(C_p)∼rh all show excellent linearity. The outstanding advantages of the elements are the great stability and pollutant resistance. The results also show small hysteresis, rapid responsibility, and satisfactory repeatability. The temperature and frequency affect the humidity sensitive properties obviously.     

钠离子在分子筛合成中的结构导向作用的分子模拟研究

利用分子力学和分子动力学计算工具,对钠离子的各种水合结构及能量进行了分子力学和动力学的计算,以此研究水合钠离子所起的结构生成剂的作用.用Monte Carlo Docking方法对各种结构的水合钠离子在MFI分子筛微孔结构内的附着行为模拟计算.结果表明,配位数为偶数时水合阳离子的结构较为合理,这种合理性体现在当配位数为偶数时,Na-+nH2O体系中金属离子的位置与氧原子的位置呈现对称结构,Na-+4H2O和Na-+6H2O是相对比较合适的结构;对于钠离子,配位数为4和6,当配位数大于6时,体系将自动转为6配位的情况;钠离子明显具有对周围的水分子结构进行重新排列的作用;钠离子的配位水分子数为4个或6个,而4配位结构是水合钠离子的主要存在方式之一;在MFI结构分子筛的合成中起模板剂作用的应该是Na-+4H2O结构;计算结果对分子筛合成研究中水合离子的结构生成和结构破坏具有重要的意义.     

用复阻抗法分析 MgCr2O4-TiO2 湿敏陶瓷感湿机理

本文研究了不同湿度条件下MgCr_2O_4-TiO_2的复阻抗平面图及其对应的等效电路图.根据介质极化理论,分析了不同湿度范围内的极化机制,得出结论:相对湿度大于25%RH时,主要是质子(H_3O)~+的电导起作用;相对湿度小于33%RH时,主要是电子电导起作用;两者之间是质子和电子共同起作用.     

TiO_2/V_2O_5双层薄膜的TMA气敏特性研究

报道了以TiCl4 和V2 O5为源 ,采用等离子增强化学气相沉积 (PECVD)和溶胶 -凝胶 (sol-gel)技术制备了TiO2 /V2 O5双层薄膜 ,将该薄膜沉积在带有金梳状电极的陶瓷管和硅片上 ,进行了X射线衍射(XRD)分析 ,并且测量其对三甲基胺 (TMA)的气敏特性。结果发现该双层薄膜对TMA具有高灵敏度、良好的选择特性和快速的响应恢复特性。     

ZrO2:TiO2复合纳米纤维湿度传感器的直、交流特性研究

利用ZrO2:TiO2复合纳米纤维制作了特性良好的电容型湿度传感器.该湿敏元件在100 Hz测量频率下灵敏度较高,线性度较好.其电容值在11％ ～98％相对湿度范围内从20 pF变化到1.5×105 pF.文中从直流特性(伏安特性、极性反转瞬时性)和交流特性(复阻抗)的角度分析了该湿敏元件的感湿机理.利用瞬时直流极性反...     

Ferroelectric thin film fabrication by direct UV-lithography

Due to their use in the fields of sensors, energy harvesting, capacitors and FeRAMs the fabrication of microstructured ferroelectric thin films is an important research field. Therefore a modified sol–gel process chain has been developed to produce fine patterned ferroelectric PZT (PbZr_0.52Ti_0.48O₃) thin films by direct UV-lithography. A sol based on methacrylic acid was developed to provide a photosensitive metal organic PZT precursor. The sol was used to obtain photosensitive xerogel films by spin-coating, which were patterned using conventional UV-photolithography equipment. After development the patterned xerogel films were pyrolized and crystallized in air via rapid thermal annealing in order to obtain crystalline PZT thin films. The patterned PZT films were investigated by XRD technique and SEM-micrographs. Finely patterned, crack free, crystalline PZT thin films were obtained.     

氧化钽感湿薄膜的研究

在Ar-O_2混合气氛中采用直流磁控反应溅射沉积制得了氧化钽薄膜.文章介绍了沉积薄膜的实验装置与工艺,叙述了反应溅射的过程与机理.用AES、XPS和X射线衍射研究了薄膜的成分与结晶结构,用Ta_2O_5薄膜研制成Si-MOS薄膜湿敏器件.测试结果表明:这种新的湿敏器件具有高的灵敏度和非常快的响应速度.     

超细MgFe_2O_4复合氧化物的气敏性能研究

以FeSO4·7H2O和MgCl2·6H2O为材料,用新型化学共沉淀法制备了纳米尺寸的复合金属氧化物MgFe2O4粉体。将样品做成厚膜型气敏元件,测定了其对乙醇、甲醛、丙酮、甲苯、苯氨气、石油醚等还原(可燃)性气体的气敏特性。测试显示:700℃下,热处理1h,所得纳米微粉制作的元件在300℃工作温度下对丙酮有较高灵敏度和良好的选择性,并对气敏机理给予了解释。