LBCO单晶薄膜及ZnO纳米棒阵列用于环境气氛监测及其物理机制研究
发布时间：2023-04-22 06:22
随着机器人、物联网和人工智能等技术的快速发展,传感器在现代社会中发挥着越来越重要的作用,是智能化系统感知世界的关键器件。气体传感器作为众多种类传感器当中的一种,其作用是对环境中的气氛变化进行检测,气体传感器研究的核心问题是发展具有响应速度快、灵敏度高、选择性好及能够长期稳定工作的新型传感材料。金属氧化物具有丰富的材料种类、多变的物理化学特性、微结构易调控等优点,是气体传感器研究关注的重点,在工业生产和环境检测等领域有着广泛的应用。本论文围绕LaBaCo2O6(LBCO)和ZnO两种金属氧化物材料,重点研究了 LBCO单晶薄膜和ZnO纳米棒阵列的气敏性质,并通过所制作的气体传感器,探讨了其探测还原性气体的物理机制及潮湿环境的影响。此外,本工作研究还发现LBCO薄膜电阻具有非常大的温度系数,进而探讨了 LBCO单晶薄膜微型传感器在真空测量方面应用的可行性。本论文的主要研究内容及结果如下:(1)LBCO单晶薄膜的电学及气敏性质:利用磁控溅射方法在(001)MgO单晶基片上外延生长出具有钙钛矿结构的LBCO单晶薄膜,研究了环境温度和还原性气体对LBCO单晶薄膜电阻的影响。研究结果表明,LBCO...
【文章页数】：124 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
1.1 环境气氛监测相关的传感器分类及研究现状
1.1.1 气体传感器
1.1.2 空气湿度传感器
1.1.3 真空压力传感器
1.2 LBCO材料概述
1.2.1 LBCO的基本性质
1.2.2 LBCO的应用基础研究
1.2.3 LBCO薄膜的研究进展
1.3 ZnO纳米材料概述
1.3.1 ZnO纳米材料基本性质
1.3.2 ZnO纳米材料的应用基础研究
1.3.3 ZnO纳米棒阵列的制备与应用
1.4 本论文研究工作的基本思路
2 LBCO单晶薄膜的制备及其电学和气敏性质
2.1 引言
2.2 LBCO单晶薄膜的制备与表征
2.2.1 LBCO单晶薄膜的制备工艺
2.2.2 LBCO单晶薄膜的表征方法
2.3 LBCO单晶薄膜的形貌与结构
2.3.1 LBCO单晶薄膜的厚度对形貌结构的影响
2.3.2 LBCO单晶薄膜的热处理过程对形貌结构的影响
2.4 LBCO单晶薄膜的电学性质及气敏性质
2.4.1 LBCO单晶薄膜的电学性质
2.4.2 LBCO单晶薄膜的气敏性质
2.5 本章小结
3 LBCO单晶薄膜微型传感器的应用基础研究
3.1 引言
3.2 LBCO单晶薄膜微型传感器的制作
3.2.1 微型传感器的基本结构及技术指标
3.2.2 微型传感器的制作工艺
3.2.3 电极保护
3.3 LBCO微型传感器用于真空压力测量
3.3.1 真空传感性能
3.3.2 真空传感器响应机理
3.4 LBCO微型传感器用于还原性气体检测
3.4.1 LBCO微气体传感性能
3.4.2 载气对传感器电阻变化的影响
3.4.3 气体传感器响应机制探讨
3.4.4 水蒸气对传感器响应特性的影响
3.5 本章小结
4 周期性花状ZnO纳米棒阵列的合成及其光响应行为
4.1 引言
4.2 ZnO纳米花的制备与表征
4.2.1 ZnO纳米花的制备工艺及表征方法
4.2.2 ZnO纳米花材料的结构与形貌
4.2.3 ZnO纳米花阵列的荧光光谱
4.3 ZnO纳米花阵列的光响应行为
4.3.1 ZnO纳米花阵列光响应的评价方法
4.3.2 ZnO纳米花阵列的光响应特征
4.3.3 氧气分压对ZnO纳米花阵列光响应的影响
4.3.4 ZnO纳米花阵列在光辅助下对乙醇的响应特性
4.4 本章小结
5 ZnO纳米棒阵列的气敏性质研究
5.1 引言
5.2 平面基片上ZnO纳米棒阵列的气敏性能
5.2.1 ZnO纳米棒阵列对还原性气体的响应
5.2.2 空气湿度对ZnO纳米棒阵列气敏性能的影响
5.2.3 ZnO纳米棒对潮湿空气的检测
5.3 图形化基片上ZnO纳米棒阵列的气敏性能
5.3.1 ZnO纳米花阵列气敏性能
5.3.2 ZnO纳米棒阵列的气体响应机制
5.4 本章小结
6 结论与展望
6.1 结论
6.2 创新点
6.3 展望
参考文献
攻读博士学位期间科研项目及科研成果
致谢
作者简介
本文编号：3797092
【文章页数】：124 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
1.1 环境气氛监测相关的传感器分类及研究现状
1.1.1 气体传感器
1.1.2 空气湿度传感器
1.1.3 真空压力传感器
1.2 LBCO材料概述
1.2.1 LBCO的基本性质
1.2.2 LBCO的应用基础研究
1.2.3 LBCO薄膜的研究进展
1.3 ZnO纳米材料概述
1.3.1 ZnO纳米材料基本性质
1.3.2 ZnO纳米材料的应用基础研究
1.3.3 ZnO纳米棒阵列的制备与应用
1.4 本论文研究工作的基本思路
2 LBCO单晶薄膜的制备及其电学和气敏性质
2.1 引言
2.2 LBCO单晶薄膜的制备与表征
2.2.1 LBCO单晶薄膜的制备工艺
2.2.2 LBCO单晶薄膜的表征方法
2.3 LBCO单晶薄膜的形貌与结构
2.3.1 LBCO单晶薄膜的厚度对形貌结构的影响
2.3.2 LBCO单晶薄膜的热处理过程对形貌结构的影响
2.4 LBCO单晶薄膜的电学性质及气敏性质
2.4.1 LBCO单晶薄膜的电学性质
2.4.2 LBCO单晶薄膜的气敏性质
2.5 本章小结
3 LBCO单晶薄膜微型传感器的应用基础研究
3.1 引言
3.2 LBCO单晶薄膜微型传感器的制作
3.2.1 微型传感器的基本结构及技术指标
3.2.2 微型传感器的制作工艺
3.2.3 电极保护
3.3 LBCO微型传感器用于真空压力测量
3.3.1 真空传感性能
3.3.2 真空传感器响应机理
3.4 LBCO微型传感器用于还原性气体检测
3.4.1 LBCO微气体传感性能
3.4.2 载气对传感器电阻变化的影响
3.4.3 气体传感器响应机制探讨
3.4.4 水蒸气对传感器响应特性的影响
3.5 本章小结
4 周期性花状ZnO纳米棒阵列的合成及其光响应行为
4.1 引言
4.2 ZnO纳米花的制备与表征
4.2.1 ZnO纳米花的制备工艺及表征方法
4.2.2 ZnO纳米花材料的结构与形貌
4.2.3 ZnO纳米花阵列的荧光光谱
4.3 ZnO纳米花阵列的光响应行为
4.3.1 ZnO纳米花阵列光响应的评价方法
4.3.2 ZnO纳米花阵列的光响应特征
4.3.3 氧气分压对ZnO纳米花阵列光响应的影响
4.3.4 ZnO纳米花阵列在光辅助下对乙醇的响应特性
4.4 本章小结
5 ZnO纳米棒阵列的气敏性质研究
5.1 引言
5.2 平面基片上ZnO纳米棒阵列的气敏性能
5.2.1 ZnO纳米棒阵列对还原性气体的响应
5.2.2 空气湿度对ZnO纳米棒阵列气敏性能的影响
5.2.3 ZnO纳米棒对潮湿空气的检测
5.3 图形化基片上ZnO纳米棒阵列的气敏性能
5.3.1 ZnO纳米花阵列气敏性能
5.3.2 ZnO纳米棒阵列的气体响应机制
5.4 本章小结
6 结论与展望
6.1 结论
6.2 创新点
6.3 展望
参考文献
攻读博士学位期间科研项目及科研成果
致谢
作者简介
本文编号：3797092
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