材料学专业毕业论文材料学专业毕业论文 精品论文精品论文 MFeOMFeO基半导体材料制备及基半导体材料制备及气敏性能研究气敏性能研究关键词：半导体材料关键词：半导体材料 气敏传感器气敏传感器 SmFeO3SmFeO3 薄膜薄膜摘要：随着社会生产力的发展及广大人们生活水平的提高，气敏传感器得到了 越来越广泛的应用，半导体电阻式气敏传感器是目前应用最广泛的传感器之一， 成为研究的热点。本研究分别采用无机盐溶胶-凝胶法制备了 MFeO3(M=Sm、La) 薄膜，采用传统工艺制备旁热式烧结型元件。对制备过程和丙酮气敏性能进行 了讨论，揭示了组成-工艺-结构-丙酮气敏性能的内在联系，并对两类结构的气 敏性能做了比较。 以 Sm(NO3)36H2O(La(NO3)36H2O)、Fe(NO3)39H2O 等无机盐为原料，以柠檬酸为络合剂，配制成浓度为 0.3mol/L 的前驱体溶胶， 在 Al2O3 基片上经过浸渍-提拉、干燥、预处理和烧结等过程制备了高质量纳米 晶钙钛矿相 MFeO3 薄膜。用 FT-IR 吸收光谱分析了前驱体的结构，以 TG-DSC 分 析讨论了前驱体在烧结过程中的变化，用 XRD 分析了晶相，并用 SEM 表征了薄 膜的表面形貌。分析了掺杂 MFeO3 薄膜的阻温特性，呈现半导体氧化物的特征， 根据曲线计算出材料的导电激活能，与理论相符合。 MFeO3 薄膜对低浓度 丙酮气体有良好的敏感性能：SmFeO3 薄膜在测试温度为 450时，对 30ppm 丙 酮气体灵敏度达到 20，响应时间和恢复时间分别为 15s 和 16s； LaFeO3 薄膜 的丙酮灵敏度比 SmFeO3 薄膜偏高，灵敏度达到 22.5，响应时间和恢复时间分 别为 30s 和 20s。从缺陷和载流子的性质入手讨论了 MFeO3 薄膜的导电机制和 气敏机理。深入研究了测试温度、气体浓度、掺杂和膜厚对材料性能的影响。 针对烧结型传感器，系统研究了工作电压、玻璃料添加剂，贵金属 Pt 以及掺杂 对元件电阻和气敏性能的影响，获得了气敏元件最佳性能条件为：测试电压为 4.5V，掺入 1molPt 的 SmFeO3 元件对 10ppm 丙酮气体灵敏度达到 3.2。 比 较 MFeO3 薄膜和烧结型元件气敏性能发现，薄膜材料由于高的表面活性和比表 面积，对丙酮的灵敏度更大。考察了两类材料的选择性、稳定性，并对 MFeO3 材料的气敏机理进行了探讨。指出未来气敏器件的发展方向为薄膜型元件。材 料方面选择在低温下具有变化范围小的低电阻的材料，通过微量掺杂等手段提 高气敏元件的选择性。正文内容正文内容随着社会生产力的发展及广大人们生活水平的提高，气敏传感器得到了越 来越广泛的应用，半导体电阻式气敏传感器是目前应用最广泛的传感器之一， 成为研究的热点。本研究分别采用无机盐溶胶-凝胶法制备了 MFeO3(M=Sm、La) 薄膜，采用传统工艺制备旁热式烧结型元件。对制备过程和丙酮气敏性能进行 了讨论，揭示了组成-工艺-结构-丙酮气敏性能的内在联系，并对两类结构的气 敏性能做了比较。 以 Sm(NO3)36H2O(La(NO3)36H2O)、Fe(NO3)39H2O 等无机盐为原料，以柠檬酸为络合剂，配制成浓度为 0.3mol/L 的前驱体溶胶， 在 Al2O3 基片上经过浸渍-提拉、干燥、预处理和烧结等过程制备了高质量纳米 晶钙钛矿相 MFeO3 薄膜。用 FT-IR 吸收光谱分析了前驱体的结构，以 TG-DSC 分 析讨论了前驱体在烧结过程中的变化，用 XRD 分析了晶相，并用 SEM 表征了薄 膜的表面形貌。分析了掺杂 MFeO3 薄膜的阻温特性，呈现半导体氧化物的特征， 根据曲线计算出材料的导电激活能，与理论相符合。 MFeO3 薄膜对低浓度 丙酮气体有良好的敏感性能：SmFeO3 薄膜在测试温度为 450时，对 30ppm 丙 酮气体灵敏度达到 20，响应时间和恢复时间分别为 15s 和 16s； LaFeO3 薄膜 的丙酮灵敏度比 SmFeO3 薄膜偏高，灵敏度达到 22.5，响应时间和恢复时间分 别为 30s 和 20s。从缺陷和载流子的性质入手讨论了 MFeO3 薄膜的导电机制和 气敏机理。深入研究了测试温度、气体浓度、掺杂和膜厚对材料性能的影响。 针对烧结型传感器，系统研究了工作电压、玻璃料添加剂，贵金属 Pt 以及掺杂 对元件电阻和气敏性能的影响，获得了气敏元件最佳性能条件为：测试电压为 4.5V，掺入 1molPt 的 SmFeO3 元件对 10ppm 丙酮气体灵敏度达到 3.2。 比 较 MFeO3 薄膜和烧结型元件气敏性能发现，薄膜材料由于高的表面活性和比表 面积，对丙酮的灵敏度更大。考察了两类材料的选择性、稳定性，并对 MFeO3 材料的气敏机理进行了探讨。指出未来气敏器件的发展方向为薄膜型元件。材 料方面选择在低温下具有变化范围小的低电阻的材料，通过微量掺杂等手段提 高气敏元件的选择性。 随着社会生产力的发展及广大人们生活水平的提高，气敏传感器得到了越来越 广泛的应用，半导体电阻式气敏传感器是目前应用最广泛的传感器之一，成为 研究的热点。本研究分别采用无机盐溶胶-凝胶法制备了 MFeO3(M=Sm、La)薄膜， 采用传统工艺制备旁热式烧结型元件。对制备过程和丙酮气敏性能进行了讨论， 揭示了组成-工艺-结构-丙酮气敏性能的内在联系，并对两类结构的气敏性能做 了比较。 以 Sm(NO3)36H2O(La(NO3)36H2O)、Fe(NO3)39H2O 等无机盐 为原料，以柠檬酸为络合剂，配制成浓度为 0.3mol/L 的前驱体溶胶，在 Al2O3 基片上经过浸渍-提拉、干燥、预处理和烧结等过程制备了高质量纳米晶钙钛矿 相 MFeO3 薄膜。用 FT-IR 吸收光谱分析了前驱体的结构，以 TG-DSC 分析讨论了 前驱体在烧结过程中的变化，用 XRD 分析了晶相，并用 SEM 表征了薄膜的表面 形貌。分析了掺杂 MFeO3 薄膜的阻温特性，呈现半导体氧化物的特征，根据曲 线计算出材料的导电激活能，与理论相符合。 MFeO3 薄膜对低浓度丙酮气 体有良好的敏感性能：SmFeO3 薄膜在测试温度为 450时，对 30ppm 丙酮气体 灵敏度达到 20，响应时间和恢复时间分别为 15s 和 16s； LaFeO3 薄膜的丙酮 灵敏度比 SmFeO3 薄膜偏高，灵敏度达到 22.5，响应时间和恢复时间分别为 30s 和 20s。从缺陷和载流子的性质入手讨论了 MFeO3 薄膜的导电机制和气敏机理。 深入研究了测试温度、气体浓度、掺杂和膜厚对材料性能的影响。针对烧结型传感器，系统研究了工作电压、玻璃料添加剂，贵金属 Pt 以及掺杂对元件电阻 和气敏性能的影响，获得了气敏元件最佳性能条件为：测试电压为 4.5V，掺入 1molPt 的 SmFeO3 元件对 10ppm 丙酮气体灵敏度达到 3.2。 比较 MFeO3 薄 膜和烧结型元件气敏性能发现，薄膜材料由于高的表面活性和比表面积，对丙 酮的灵敏度更大。考察了两类材料的选择性、稳定性，并对 MFeO3 材料的气敏 机理进行了探讨。指出未来气敏器件的发展方向为薄膜型元件。材料方面选择 在低温下具有变化范围小的低电阻的材料，通过微量掺杂等手段提高气敏元件 的选择性。 随着社会生产力的发展及广大人们生活水平的提高，气敏传感器得到了越来越 广泛的应用，半导体电阻式气敏传感器是目前应用最广泛的传感器之一，成为 研究的热点。本研究分别采用无机盐溶胶-凝胶法制备了 MFeO3(M=Sm、La)薄膜， 采用传统工艺制备旁热式烧结型元件。对制备过程和丙酮气敏性能进行了讨论， 揭示了组成-工艺-结构-丙酮气敏性能的内在联系，并对两类结构的气敏性能做 了比较。 以 Sm(NO3)36H2O(La(NO3)36H2O)、Fe(NO3)39H2O 等无机盐 为原料，以柠檬酸为络合剂，配制成浓度为 0.3mol/L 的前驱体溶胶，在 Al2O3 基片上经过浸渍-提拉、干燥、预处理和烧结等过程制备了高质量纳米晶钙钛矿 相 MFeO3 薄膜。用 FT-IR 吸收光谱分析了前驱体的结构，以 TG-DSC 分析讨论了 前驱体在烧结过程中的变化，用 XRD 分析了晶相，并用 SEM 表征了薄膜的表面 形貌。分析了掺杂 MFeO3 薄膜的阻温特性，呈现半导体氧化物的特征，根据曲 线计算出材料的导电激活能，与理论相符合。 MFeO3 薄膜对低浓度丙酮气 体有良好的敏感性能：SmFeO3 薄膜在测试温度为 450时，对 30ppm 丙酮气体 灵敏度达到 20，响应时间和恢复时间分别为 15s 和 16s； LaFeO3 薄膜的丙酮 灵敏度比 SmFeO3 薄膜偏高，灵敏度达到 22.5，响应时间和恢复时间分别为 30s 和 20s。从缺陷和载流子的性质入手讨论了 MFeO3 薄膜的导电机制和气敏机理。 深入研究了测试温度、气体浓度、掺杂和膜厚对材料性能的影响。针对烧结型 传感器，系统研究了工作电压、玻璃料添加剂，贵金属 Pt 以及掺杂对元件电阻 和气敏性能的影响，获得了气敏元件最佳性能条件为：测试电压为 4.5V，掺入 1molPt 的 SmFeO3 元件对 10ppm 丙酮气体灵敏度达到 3.2。 比较 MFeO3 薄 膜和烧结型元件气敏性能发现，薄膜材料由于高的表面活性和比表面积，对丙 酮的灵敏度更大。考察了两类材料的选择性、稳定性，并对 MFeO3 材料的气敏 机理进行了探讨。指出未来气敏器件的发展方向为薄膜型元件。材料方面选择 在低温下具有变化范围小的低电阻的材料，通过微量掺杂等手段提高气敏元件 的选择性。 随着社会生产力的发展及广大人们生活水平的提高，气敏传感器得到了越来越 广泛的应用，半导体电阻式气敏传感器是目前应用最广泛的传感器之一，成为 研究的热点。本研究分别采用无机盐溶胶-凝胶法制备了 MFeO3(M=Sm、La)薄膜， 采用传统工艺制备旁热式烧结型元件。对制备过程和丙酮气敏性能进行了讨论， 揭示了组成-工艺-结构-丙酮气敏性能的内在联系，并对两类结构的气敏性能做 了比较。 以 Sm(NO3)36H2O(La(NO3)36H2O)、Fe(NO3)39H2O 等无机盐 为原料，以柠檬酸为络合剂，配制成浓度为 0.3mol/L 的前驱体溶胶，在 Al2O3 基片上经过浸渍-提拉、干燥、预处理和烧结等过程制备了高质量纳米晶钙钛矿 相 MFeO3 薄膜。用 FT-IR 吸收光谱分析了前驱体的结构，以 TG-DSC 分析讨论了 前驱体在烧结过程中的变化，用 XRD 分析了晶相，并用 SEM 表征了薄膜的表面 形貌。分析了掺杂 MFeO3 薄膜的阻温特性，呈现半导体氧化物的特征，根据曲线计算出材料的导电激活能，与理论相符合。 MFeO3 薄膜对低浓度丙酮气 体有良好的敏感性能：SmFeO3 薄膜在测试温度为 450时，对 30ppm 丙酮气体 灵敏度达到 20，响应时间和恢复时间分别为 15s 和 16s； LaFeO3 薄膜的丙酮 灵敏度比 SmFeO3 薄膜偏高，灵敏度达到 22.5，响应时间和恢复时间分别为 30s 和 20s。从缺陷和载流子的性质入手讨论了 MFeO3 薄膜的导电机制和气敏机理。 深入研究了测试温度、气体浓度、掺杂和膜厚对材料性能的影响。针对烧结型 传感器，系统研究了工作电压、玻璃料添加剂，贵金属 Pt 以及掺杂对元件电阻 和气敏性能的影响，获得了气敏元件最佳性能条件为：测试电压为 4.5V，掺入 1molPt 的 SmFeO3 元件对 10ppm 丙酮气体灵敏度达到 3.2。 比较 MFeO3 薄 膜和烧结型元件气敏性能发现，薄膜材料由于高的表面活性和比表面积，对丙 酮的灵敏度更大。考察了两类材料的选择性、稳定性，并对 MFeO3 材料的气敏 机理进行了探讨。指出未