气体离化传感器论文-秋建华

气体离化传感器论文-秋建华

导读:本文包含了气体离化传感器论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献,主要关键词:光子晶体,光子禁带,有机气体,化学传感

气体离化传感器论文文献综述

秋建华[1](2016)在《有机气体敏感的光子晶体薄膜可视化传感器》一文中研究指出挥发性有机化合物(VOCs)对皮肤、呼吸道粘膜、眼结膜等具有强烈的刺激作用,会对人体多个脏器造成损害,甚至具有致癌作用,严重影响人体健康。因此,高效检测大气、土壤、水质中的易挥发有机污染物对于人类健康和环境保护具有重要的意义。本论文利用光子晶体具有光子禁带的特性,设计制备了功能分子填充的SiO_2反蛋白石光子晶体薄膜传感器。通过把功能分子与有机气体之间可逆的化学/物理作用和反蛋白石光子晶体叁维大孔结构高比表面积特性相结合,可逆调控光子晶体传感器的平均折射率,从而实现光子禁带的可逆变化,表现为反射光谱的可逆移动。选择光子禁带合适的光子晶体,使所制传感器在被检测气体氛围中反射光谱在可见光范围内移动,薄膜的颜色发生变化,可被肉眼观察,从而实现对目标分子的可视化检测,最终制备得到有机气体敏感的光子晶体薄膜可视化传感器。具体内容如下:1.通过牺牲模板法制备了SiO_2反蛋白石光子晶体,在其缝隙中填充六苯基硅基化合物(HPS),得到对乙醚/石油醚气体敏感的光子晶体薄膜传感器。所制传感器交替暴露在不同的气体环境中颜色发生可逆变化。在乙醚或石油醚蒸气中,传感薄膜的反射光谱红移超过100 nm,同时颜色从绿色变为红色;之后暴露在空气中,反射光谱蓝移,颜色返回绿色。这是因为当HPS交替暴露在空气和乙醚/石油醚气体中时发生晶态和无定型态两种不同聚集态之间的可逆转变。晶体HPS在有机气体中转变为无定型态,折射率和比表面积同时增大,其较高的比表面积更有利于吸附有机气体,二者协同作用下增大了传感薄膜的平均折射率,导致光子禁带红移,颜色发生变化。由于可逆的聚集态转变及有机气体的吸附-脱附,传感薄膜的平均折射率可逆变化,所以光子禁带可逆移动,颜色可逆变化。薄膜颜色的明显变化实现了有机气体的可视化检测,为挥发性有机化合物的检测提供了简便方法,在制备化学及生物传感器方面具有重要的意义。2.制备了四氢呋喃/丙酮气体敏感的聚四苯基乙烯衍生物(TPEP)填充的SiO_2反蛋白石光子晶体薄膜传感器,可通过其颜色改变可视化检测这两种气体。当传感薄膜置于有机气体氛围中,光子禁带红移50 nm,同时薄膜颜色由紫色转变为青色;当置于空气中时,禁带蓝移,颜色变回紫色。这是由于在反蛋白石叁维大孔结构高比表面积特性及TPEP对四氢呋喃和丙酮具有较强吸附性能的共同作用下,当传感膜交替置于有机气体和空气氛围中时发生可逆的吸附-脱附。根据布拉格定律,吸附有机气体后传感薄膜的平均折射率增大,光子禁带红移,薄膜颜色改变。有机气体可逆的吸附-脱附过程能够可逆改变传感薄膜的平均折射率,使其光子禁带可逆移动,颜色可逆变化,这为制备可视化传感器提供了一种通用的方法。3.在SiO_2反蛋白光子晶体孔隙中填充功能聚合物聚烯丙胺(PAH),制备得到对挥发性醛(包括甲醛、乙醛、丙醛、丁醛及戊醛)敏感的可视化传感器。当传感薄膜置于醛气体中时,光子禁带红移超过100 nm,从初始的紫色转变为黄绿色,这是由于SiO_2反蛋白石叁维大孔结构有利于气体扩散及在孔壁的吸附,使PAH的氨基与醛基发生亲核加成反应,同时部分气体在孔壁冷凝,导致薄膜的平均折射率增大;而当传感薄膜再次置于空气中,由于氨基与醛基的反应可逆,同时吸附的气体发生脱附,薄膜的平均折射率减小,光子禁带蓝移,薄膜恢复至紫色。所制传感器实现了对挥发性醛的可视化检测,且可重复使用,这为制备新型气体传感器提供了思路。(本文来源于《延安大学》期刊2016-04-01)

王巍,代作海,王晓磊,唐政维,徐洋[2](2010)在《杂质不完全离化对MISiC气体传感器的影响》一文中研究指出研究了杂质不完全离化对金属—绝缘体—碳化硅(MISiC)传感器性能的影响。考虑到Pool-Frenkel效应和外加电场的作用,建立了MISiC器件空间电荷区泊松方程。运用准中性近似,对所建立的泊松方程进行数值计算,得到了空间电荷区的电势分布,进而得到MISiC传感器的I-V与C-V特性。实验结果表明:室温下SiC器件中杂质不完全离化,随着温度的升高,杂质离化率增大。在外加电场的作用下,杂质的离化率增加,并最终导致MISiC器件I-V与C-V曲线的移动。(本文来源于《传感器与微系统》期刊2010年09期)

魏星[3](2007)在《碳纳米管离化气体传感器制备技术研究》一文中研究指出场致气体放电过程最基本的电学特征是气体由绝缘状态转变为导电状态,即在某特定的电压下,回路中电流由微弱的噪音信号增长为纳安以上量级可重复检测的信号,并且这种转变经历的时间很短(纳秒级)。从理论上讲,这个转变过程的临界电学特性只与(1)电极系统的几何结构和材料属性;(2)气体环境的成分和浓度;(3)电压加载方式叁种因素有关。因此,在(1)和(3)不变的条件下,不同气体有不同的临界电压和临界电流,进而可以作为区别不同气体成分和浓度的依据。在工程实践中,该类型气体传感器具有响应时间短,灵敏度高,恢复快等优点,但目前此类器件的重大技术难点是工作电压过高。为了在保证气体放电所需的电场强度的同时降低电压,本论文参与设计了一种用于气体检测的新型碳纳米管微间距侧壁电极结构,该结构的制备建立在MEMS微加工技术基础上。该电极结构采用碳纳米管作为电极材料是因为碳纳米管具有大的长径比以及纳米尺度的尖端,能够在相对较低的电压下形成高场强,是一种优良的电场增强电极材料。应用MEMS微加工技术可以制备宏观加工手段无法达到的微间距电(本文来源于《上海交通大学》期刊2007-01-01)

气体离化传感器论文开题报告

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

研究了杂质不完全离化对金属—绝缘体—碳化硅(MISiC)传感器性能的影响。考虑到Pool-Frenkel效应和外加电场的作用,建立了MISiC器件空间电荷区泊松方程。运用准中性近似,对所建立的泊松方程进行数值计算,得到了空间电荷区的电势分布,进而得到MISiC传感器的I-V与C-V特性。实验结果表明:室温下SiC器件中杂质不完全离化,随着温度的升高,杂质离化率增大。在外加电场的作用下,杂质的离化率增加,并最终导致MISiC器件I-V与C-V曲线的移动。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

气体离化传感器论文参考文献

[1].秋建华.有机气体敏感的光子晶体薄膜可视化传感器[D].延安大学.2016

[2].王巍,代作海,王晓磊,唐政维,徐洋.杂质不完全离化对MISiC气体传感器的影响[J].传感器与微系统.2010

[3].魏星.碳纳米管离化气体传感器制备技术研究[D].上海交通大学.2007

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