Nb摻雜二氧化鈦多孔薄膜的制備及氧敏性能的研究.pdf_第1頁(yè)
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1、由于金屬氧化物半導(dǎo)體的電導(dǎo)率對(duì)周?chē)鷼怏w有一定的依耐性,是作為作為氣敏材料的理想選擇。在所有的傳統(tǒng)金屬氧化物中,已經(jīng)有研究表明TiO2在氧化傳感器上有著較大的應(yīng)用前景。主要是因?yàn)樗诟邷叵掠蟹€(wěn)定的化學(xué)穩(wěn)定性及比ZrO2更強(qiáng)的耐鉛中毒能力。目前主要圍繞施主雜質(zhì)Nb5+摻雜以提高其氧敏特性,對(duì)TiO2多孔薄膜氧傳感器的研究開(kāi)拓了一個(gè)新的方向,本文在制備出形貌優(yōu)異的二氧化鈦多孔薄膜的基礎(chǔ)上,對(duì)其所制成的氧敏元件也進(jìn)行了全面的表征和性能測(cè)試,分析

2、了薄膜表面微結(jié)構(gòu)和薄膜表面電導(dǎo)率之間的關(guān)系,探討了材料的氧敏機(jī)理,實(shí)驗(yàn)獲得的主要結(jié)論如下:
  1、以TiCl4為源物質(zhì),乙醇為溶劑,用溶膠-凝膠法制備N(xiāo)b摻雜TiO2多孔薄膜,通過(guò)浸漬提拉在氧化鋁基片上鍍膜。并采用XRD、FESEM、EDS等手段表征薄膜的結(jié)構(gòu)和成分。結(jié)果表明:該方法可以制備出附著力強(qiáng)、無(wú)裂紋的多孔薄膜,實(shí)現(xiàn)了將Nb5+(0.70?)成功摻進(jìn)TiO2晶格中并取代了部分Ti4+(0.68?)。
  2、純Ti

3、O2及Nb摻雜TiO2多孔薄膜在800℃下燒結(jié)為銳鈦礦相和金紅石的混合相,且隨著摻雜量的增加,金紅石相(110)晶面的衍射峰有逐漸減弱的趨勢(shì),即Nb摻雜可以抑制銳鈦礦相向金紅石相轉(zhuǎn)變。
  3、TiO2薄膜的介孔結(jié)構(gòu)由粒徑和形狀均一、相互連接的納米晶粒構(gòu)成。Nb摻雜能夠抑制晶粒長(zhǎng)大,有利于制備出比表面積更大的多孔薄膜材料,提高TiO2薄膜材料的氧敏性能,當(dāng)摻雜量為6%時(shí)性能最佳,在700℃下,其在2%和20.9%氧分壓中的最大靈敏

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