导读:本文包含了金属氧化物半导体论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:氧化物,半导体,金属,气体,氧化亚铜,纳米,蛋白石。
金属氧化物半导体论文文献综述
本刊编辑部[1]（2019）在《氟离子对半导体金属氧化物的表面性质调控及光催化性能影响研究》一文中研究指出国家自然科学基金项目"氟离子对半导体金属氧化物的表面性质调控及光催化性能影响研究"(项目号:21902140)由我校化学化工学院刘小刚博士主持.能源危机与环境污染是当今世界面临的两大难题,开发一种高效、可循环利用的清洁能源是未来科学发展的焦点.太阳能被认为是21世纪最清洁的能源,而半导体光催化技术不仅可以直接将太阳辐射能转化为化学能,而且可以利用太阳能降解有机污染物、还原重金属离子、实现自清洁等,因而是一种极具发展潜力的(本文来源于《信阳师范学院学报(自然科学版)》期刊2019年04期）
黄冬[2]（2019）在《金属氧化物半导体的结构控制及性能研究》一文中研究指出在本文中,以氧化镍(NiO)和二氧化钛(TiO_2)等金属氧化物半导体为主要研究对象。最终目标产物在不同条件下通过不同的实验合成方法合成。我们通过控制反应时间,添加剂的量,煅烧温度和其他方法来调控样品。这也是最常用的调节金属氧化物半导体的方法。主要研究内容如下:第一章主要介绍了金属氧化物半导体的研究现状。通过结合纳米材料的特性,分析了纳米金属氧化物半导体材料的特性。总结了纳米金属氧化物半导体的制备方法和研究现状。以NiO和TiO_2为对象,根据自身特点进行分析。在此基础上,结合上述研究背景,进一步阐述了本课题的意义和本论文的主要研究内容。在第二章中,采用一步法无模板法,用无水乙醇为溶剂,改变不同的煅烧温度,制备了不同形貌的NiO晶体(NiO八面体,骸晶NiO八面体和立方体NiO)。结合NiO本身的材料特性,分析了超级电容器电极的电化学性能。实验结果表明,不同形貌NiO的电化学性能差异明显。同时,通过X射线衍射(XRD)和电子扫描显微镜(SEM)等表征制备的样品的结构和外观。第叁章介绍了采用简单溶剂热法,合成的高结晶度,大比表面积的纳米TiO_2微球。通过调节加入的尿素量制备高催化活性的TiO_2光催化材料。结果表明,制备的纳米TiO_2微球具有较大的比表面积。随着添加的尿素量增加,结晶度也增加。同时,异丙醇作为溶剂也在纳米TiO_2微球的形成中起关键作用。性能测试表明,纳米TiO_2微球具有独特的叁维结构,有利于电子的转移,具有催化活性高,稳定性好的特点。第四章介绍了采用两步溶剂热法,制备的P-n异质结NiO-TiO_2纳米光催化材料。通过XRD和SEM表征样品的性质和形态。以亚甲基蓝为模拟污染物,研究了异质结的光催化性能和循环性能。结果表明,异质结的光催化性能高于纯NiO和纯TiO_2,表明异质结具有较好的催化效果。在第五章中,我们总结了硕士期间和写论文的工作。并简要分析了本文的创新点以及在实验中需要进一步研究和解决的问题。对NiO和TiO_2的研究发现,材料的形貌和活性晶面的暴露对纳米金属氧化物半导体材料的光催化和电化学性质有重要影响。它为将来制备更具活性的金属氧化物半导体材料提供了重要的理论支持。(本文来源于《齐鲁工业大学》期刊2019-06-02）
周翔宇[3]（2019）在《叁维大孔半导体金属氧化物复合材料的制备及其传感特性研究》一文中研究指出当今社会,传感器在我们生活生产的各个方面都起着不可取代的作用,工业生产、日常生活、甚至疾病检测都离不开传感器的保驾护航。而在科技飞速发展的今天,随着人们的需求的急剧增加和要求的不断提高,开发新型高效且廉价的传感器显得尤为重要。其中,具有价格低廉、制备方法简单、理化性质稳定和灵敏度高的半导体金属氧化物材料一直是传感领域的研究热点。随着纳米技术的快速发展,为探索高性能的传感器提供了新的方向,采用各种结构纳米材料作为敏感体的传感器件吸引了越来越多人的关注。其中叁维反蛋白石结构(3DIO)因其独特的多孔特性,可提供大量的活性位点,有利于电子的迁移,在传感器领域受到了广泛的关注。本文主要研究并制备了几种不同的3DIO半导体金属氧化物复合敏感材料,在此基础上通过不同的策略,如化学水浴沉积法、金属或贵金属掺杂和引入金属有机框架(MOF)进一步提高了其传感的性能,并成功应用于电化学生物传感和气体传感两个方向,具体成果如下:(1)设计并制备可精确监测细胞释放痕量过氧化氢(H_2O_2)的高性能生物传感器,是研究细胞代谢异常的重要手段。以实现细胞中H_2O_2的非酶高效检测为目标,我们制备了一系列表面包覆NiO纳米薄片和金纳米粒子修饰的3DIO CuO复合纳米材料。在最优条件下,所制备的传感电极表现出高灵敏度(PBS环境中为650.2μA mM~(-1) cm~(-2)(20 nM~20μM)和432.7μA mM~(-1) cm~(-2)(21μM~2mM))和低检测下限(NaOH和PBS环境中分别为2.1 nM和3.7 nM,S/N=3)。在生理环境中,该电极还具有良好的抗干扰能力和重现性。由于该电极在低浓度范围内检测H_2O_2的优越性能,我们成功将其应用于原位检测活细胞释放的痕量H_2O_2。(2)设计具有高分散Pt纳米粒子(Pt NPs)修饰的3DIO ZnO气敏传感器。通过采用搭载有不同浓度Pt NPs的金属有机框架(MOF)同3DIO ZnO前驱体复合制备的策略,获得3DIO Pt@ZnO-ZnO纳米材料。基于其长程有序的大孔结构和Pt NPs的高分散性,3DIO Pt@ZnO-ZnO传感器件对H_2S气体有良好的传感特性,具有优异的灵敏度,长时稳定性和优秀的选择性。此外,在保证高性能的条件下,通过制备ZIF-8搭载Pt NPs的策略,提高了Pt NPs的分散性,从而降低了引入贵金属的成本,为制备相对低廉的H_2S传感器提供了一个新的方向。综上所述,我们以几种不同的3DIO材料为基础,通过不同的手段提高了传感器的性能,实现了对细胞释放的痕量H_2O_2的电化学传感和对H_2S气体的检测,对同类型的研究具有一定的参考意义。(本文来源于《吉林大学》期刊2019-06-01）
蔡晓丽[4]（2019）在《半导体金属氧化物（Cu_2O,ZnO）复合材料的制备及性能研究》一文中研究指出半导体金属氧化物材料,因其独特的物理化学性能和来源丰富等优点,在光催化、化学传感和太阳能电池等方面有着广泛的应用。因此,设计出形貌可控、高效、稳定的半导体功能材料成为当前科学研究的重点。通过一步水热法合成了一种新型的以孔状Cu_2O和还原氧化石墨烯为基础的异质结复合材料(Cu_2O-RGO)。阴离子表面活性剂琥珀酸二异辛酯磺酸钠(AOT)作为软模板用于构建新型Cu_2O微观结构,抗坏血酸在Cu_2O的生长过程中作为还原剂和蚀刻剂,并且Cu_2O的表面刻蚀和GO的还原在反应体系中同时发生。平均边缘长度约为1.55μm的孔状Cu_2O均匀分散在RGO的表面,Cu_2O-RGO(2wt%)异质结具有较好的光催化性能和可循环利用性,其H_2产量高达64.3μmol/g,相比于单纯Cu_2O(12.8μmol/g)光催化性能提高5倍。Cu_2O-RGO的光催化性能的提高是由于Cu_2O中氧空位和RGO的柔性导电通道共同作用的结果。Cu_2O与石墨烯的协同作用使其在可见光区的吸收范围更广,光生电子-空穴对的复合能力降低,因此认为Cu_2O-RGO异质结可以为能源应用提供一种设计高性能光催化剂的方法。通过一步溶剂热法和退火工艺成功制备出由二维多孔氧化锌纳米片自组装而成的多级分层的花状结构。随后通过滴加不同体积的Pd(NO_3)_2·2H_2O溶液制备了一系列Pd-ZnO复合材料,并用ZnO和Pd-ZnO复合材料制备了气体传感器,研究了它们在不同工作温度下对各种气体的传感性能。结果表明,与氨气(0.9%)、甲醛(38%)、甲醇(71%)、氢气(35%)、CO(15%)相比,0.05 wt%Pd-ZnO对丙酮的表现出非常高的选择性(165%)。此外,于单纯的ZnO相比,该材料具有较低的工作温度和较短的响应-恢复时间(11 s、5 s)。采用水热法,通过改变醋酸铜与醋酸锌的比例成功地制备出了球形Cu_2O-ZnO异质结,并对其进行XRD、SEM、TEM、EDS和XPS等表征,系统探究了醋酸锌的加入量对于样品形貌的影响。结果表明,Zn~(2+)的加入量对Cu_2O-ZnO异质结的形貌调控具有重要作用:随着Zn~(2+)加入量的增加,复合材料从截角八面体逐渐变为球状,并且其光催化性能逐渐增强。相比于单纯的Cu_2O(12.5μmol/g),复合材料的光催化产氢性能(129.6μmol/g)提高了10.3倍,这是由于ZnO与Cu_2O在材料的表面形成了p-n结,有利于光生电子-空穴对的分离,因此,ZnO的成功复合可以提高材料的光催化性能。(本文来源于《郑州轻工业大学》期刊2019-06-01）
何佳威[5]（2019）在《金属氧化物半导体薄膜晶体管的氢掺杂探究与双层结构设计》一文中研究指出近年来,透明柔性显示器件正处于一个极速发展的过程之中,这进一步地提高了作为关键开关元件的薄膜晶体管(Thin Film Transistors,TFTs)性能要求。氧化物半导体尤其是非晶氧化物半导体,作为目前最主流的TFTs有源沟道层材料,具有许多引人注目的优点,如较高的迁移率,优良的机械柔韧性,较高的光学透明度以及简单的低温制备工艺等,是目前最有潜力替代传统a-Si:H的材料之一。本文针对当前较为热门的ZnO、In_2O_3和InGaZnO等非晶氧化物半导体,采用射频磁控溅射的方式制备了相关器件,对它们进行了氢掺杂效应的探究和双层结构的设计,具体相关内容如下:首先,我们使用磁控溅射制备了ZnO、In_2O_3和InGaZnO TFTs,并对它们分别进行了氢等离子体处理,处理时间从0~12 min变化。当氢等离子体处理时间从当0 min增加到5 min,ZnO:H-TFTs的阈值电压不断负偏,从1.1 V减小-23.4 V,处理时间增大到8 min以上时,器件无法关断。当处理时间从0 min增加到12 min,ZnO:H-TFTs的迁移率从3.8 cm~2/Vs增大到14.3 cm~2/Vs;当氢等离子体处理时间从0 min增加到9 min,InGaZnO:H-TFTs的阈值电压不断负偏,从0.1 V减小-27.1 V,当处理时间增大到10 min以上时,器件无法关断。然而,与ZnO-TFTs不同的是,当处理时间从0 min增加到12min,InGaZnO:H-TFTs的迁移率出现减小的情况,0 min时为26.0 cm~2/Vs,3 min时迁移率达到最高(36.6 cm~2/Vs),继续增加处理时间,迁移率减小。然而,当时间增加到12min时,器件无法关断;In_2O_3-TFTs与ZnO-TFTs和InGaZnO-TFTs不同,随着氢等离子体处理时间的不断增加,转移特性曲线先左移然后右移,器件的开态电流经历了先增加后减小的过程。当处理时间从0 min增加到6 min,器件的阈值电压不断负偏,从-4.5V减小-35.2 V,迁移率从35.0 cm~2/Vs增大到55.9 cm~2/Vs,当处理时间继续增加,器件的阈值电压从-35.2 V增大到-19.2 V,,迁移率从55.9 cm~2/Vs减小到30.8 cm~2/Vs。其次,我们使用磁控溅射在室温条件下制备了高迁移率双层InGaZnO/In_2O_3薄膜晶体管。首先,我们研究了不同厚度组合和薄膜沉积顺序对双层器件性能的影响,结果得到InGaZnO(5 nm)/In_2O_3(20 nm)TFTs具有最好的电学性能,迁移率达到64.4 cm~2/Vs,亚阈值摆幅为204 mV/dec,开关比为2.5×10~7和回滞电压为1.8 V。并且在我们使用high-k栅极绝缘层(HfO_2和Si_3N_4)后,薄膜晶体管具有更高的迁移率,分别为67.5 cm~2/Vs和79.1 cm~2/Vs,且器件的亚阈值摆幅值得到了进一步的改善,分别为85 mV/dec和92mV/dec。然后,我们研究了不同衬底温度下生长的InGaZnO和In_2O_3单层器件的电学特性,两种器件完全不同的电学性能变化趋势说明了两种材料起主导作用的缺陷类型是不同的。我们基于此提出了InGaZnO和In_2O_3薄膜间的缺陷自补偿效应。为了验证这个机制,我们首先通过SILVACO/Atlas系统得到了与实验测量一致的仿真结果,并根据第一性原理计算对器件进行了模拟仿真,观察到In-O键的形成;接着我们使用X射线光电子能谱分析了InGaZnO(5 nm),InGaZnO(5 nm)/In_2O_3(2 nm)和InGaZnO(5 nm)/In_2O_3(5 nm)叁种薄膜的O 1s能谱,随着In_2O_3薄膜厚度从2 nm增加5 nm,氧空位的不断减少以及M-O键的不断增加意味着缺陷自补偿效应的存在;最后,低频噪声能谱分析也进一步地验证了平均缺陷密度的减小。最后,我们制备了ZnO/In_2O_3、Al_2O_3/In_2O_3和Ga_2O_3/In_2O_3 TFTs,研究了它们的电学性能。ZnO/In_2O_3、Al_2O_3/In_2O_3和Ga_2O_3/In_2O_3 TFTs的迁移率均得到不同程度的提升,分别为46.2 cm~2/Vs、55.4 cm~2/Vs和47.5 cm~2/Vs;阈值电压分别为-2.3 V、-6.8 V和0.2 V。ZnO/In_2O_3 TFTs中由于In_2O_3高于ZnO的费米能级而导致ZnO薄膜中的电子往In_2O_3层迁移,从而导致ZnO薄膜中靠近ZnO/In_2O_3接触界面处的电子耗尽以及内建电场的形成,降低了In_2O_3的电阻率,增加了迁移率同时导致阈值电压的偏移;Al_2O_3和In_2O_3接触时形成2D电子沟道,In_2O_3中的O脱离到Al_2O_3引起簇式自掺杂,导致In_2O_3发生半金属化,从而增大了开态电流并使得阈值电压负偏。Ga_2O_3和In_2O_3接触时,由于In_2O_3相比于Ga_2O_3的能级补偿(~0.27 eV)很低,导致In_2O_3层向Ga_2O_3发生载流子注入,从而增加了器件的电导率,增强了性能。(本文来源于《武汉大学》期刊2019-05-01）
刘波[6]（2019）在《基于半导体金属氧化物的恶臭传感器构筑与性能研究》一文中研究指出随着工业发展,恶臭气体污染日益变得严重;监测周边环境中恶臭气体的浓度对污染防控、工业安全都至关重要,而现场实时检测/监测则是最有效的方法。目前存在的检测手段依然是以昂贵和大型复杂的设备为主,如气相色谱/质谱仪和激光光谱仪等。考虑到高成本以及复杂的大型设备很难实现现场实时监测,需要开发新的技术去实现对恶臭气体的实时监测。半导体金属氧化物气体传感器由于成本低、便捷性、易于集成以及与物联网技术可有效结合等特点,被广泛应用于环境监测、公共安全和国防航空等领域。然而,长期研究发现,由于半导体气体传感器的本质,即表面氧化还原反应引起的电阻变化,导致其经常面临选择性差和工作温度高等缺点,这会大大阻碍其在实际监测中的应用。对半导体传感过程长期深入研究和分析发现,其传感过程主要包含气体识别过程、信号转换过程和利用过程。并且研究发现,对于这叁个过程而言,提高传感器选择性的关键是如何提高敏感材料表面的选择性催化吸附。基于贵金属纳米催化剂负载可以提供高催化活性,改变表面反应动力学路径,促进半导体气体传感选择性提升。因此,本文通过构筑功能性的微纳米复合材料来实现对恶臭气体的检测,并且通过特异性贵金属纳米催化剂的修饰以及紫外光的激发,显着提高半导体传感器的选择性。另外,利用准原位XPS测试手段以及基于密度泛函理论(DFT)的计算深入地探究了气敏反应过程及内在机制。本论文的主要研究结果和创新点如下所述。1.SnO2/α-Fe2O3异质结纳米复合材料及其增强气敏性能。利用两步水热法和退火处理制备了 SnO2/α-Fe2O3异质结纳米复合材料,高分辨透射电镜(HRTEM)发现,超薄的β-FeOOH纳米片外延生长于中空SnO2球表面,形成SnO2/α-Fe2O3异质结纳米复合结构。将制备的SnO2/α-Fe2O3异质结用于传感材料,发现其对二甲基二硫醚(DMDS)气体显示出优异的传感性能,检测下限可以达到200 ppb。重要的是,就灵敏度和选择性而言,SnO2/α-Fe2O3传感器比单纯的SnO2传感器显示出更优异的DMDS传感性能。同时,通过对样品进行H2-TPR、CO-TPD和NH3-TPD测试以及综合分析发现,SnO2/α-Fe2O3对DMDS增强的传感性能可能归因于两个方面:一方面是纳米复合材料表面碱性变化引起的氧化能力增强,另一方面是SnO2和α-Fe2O3之间异质结上形成了“电子堆积层”。2.Pt纳米颗粒修饰的SnO2/α-Fe2O3纳米异质结复合材料及其对苯乙烯的增强气敏性能。将水热法、原位还原法和退火处理相结合,成功地制备了超精细Pt纳米颗粒修饰的SnO2/α-Fe2O3纳米异质结复合材料。利用该复合材料作为传感薄膜实现了对苯乙烯气体的检测。特别地,SnO2/α-Fe2O3/Pt复合材料对苯乙烯具有优异的传感性能,其检测极限可以达到50 ppb,响应/恢复时间为3/15 s;另外,与Sn02和Sn02/α-Fe2O3材料相比,在n-n纳米异质结和Pt催化剂的协同作用下,Sn02/α-Fe203/Pt传感层对苯乙烯显示出更高地响应值以及增强的选择性。分析认为,该传感层对苯乙烯增强的传感性能主要归因于n-n纳米异质结和肖特基结所引起的电子敏化效应以及Pt纳米颗粒的催化敏化效应。3.Pd纳米颗粒修饰卵黄结构In2O3复合材料及其对CS2的气敏性能与机理。将金属有机框架(MOF)模板法与后续退火处理相结合,成功制备了Pd纳米颗粒修饰的卵黄结构In2O3复合材料。研究发现,将所制备的Pd/In203复合物用作传感材料,其对二硫化碳(CS2)气体表现出优异的传感性能,检测极限达到1 ppm,这远低于其阈值6.7 ppm(美国环境保护局)。特别地,与单独的In2O3材料相比,Pd纳米颗粒的负载极大地提高了 Pd/In203复合物对CS2的选择性和气体响应值。密度泛函理论(DFT)计算表明,在CS2传感过程中,Pd催化反应产生的中间体S是实现高CS2气体响应和超选择性的关键。同时,准原位XPS测试进一步证明了CS2传感过程中Pd/In203的表面的确产生大量的S单质。基于DFT计算和XPS分析结果,我们对Pd/In203表面的CS2传感过程提出了一种新的传感机理。4.Sn02/AuPd复合物对DMDS的增强气敏性能及机理。我们利用水热法制备了尺寸均一,分散性好的Sn02中空纳米球,然后通过原位共还原法制备出超小的Au/Pd合金颗粒修饰的Sn02复合物。研究发现,该Au/Pd@Sn02复合物作为传感材料对DMDS气体表现出优异的传感性能。并且与Sn02,Au/Sn02和Pd/Sn02基传感器相比,所制备的Au/Pd@Sn02复合物表现出更高的DMDS气体响应值和超选择性。进一步地,DFT计算和原位XPS测试发现,相对于其它干扰气体(NH3,H2S,甲硫醚,甲硫醇,TMA,苯乙烯,CS2,乙醇和丙酮),Au/Pd合金纳米颗粒的修饰显着提升了SnO2对DMDS气体的吸附能,同时对其他干扰气体的吸附能非常小,这可能是该复合材料对DMDS显示出超选择性的原因。此外,传感过程中产生的S单质可能是Sn02/AuPd对DMDS响应值增强的原因。5.Sn02单层阵列薄膜及其在紫外光照下对NO2气体的增强气敏性能。利用水热法以及空气/水界面自组装法得到了紧密堆积的Sn02单层阵列薄膜。进一步地,将该单层阵列薄膜作为敏感薄膜,在紫外光照射下,其对NO2气体显示出优异的室温传感性能,检测极限低至100 ppb,响应/恢复速度快(7/25秒),并具有优异的NO2选择性。研究还发现,在紫外光照射下,Sn02薄膜的厚度对NO2的气体响应值、响应/恢复时间以及选择性有影响,进一步研究揭示了薄膜厚度与传感性能之间本质关系。特别地,我们详细讨论了其可能存在的传感机理。(本文来源于《中国科学技术大学》期刊2019-04-22）
汪黎芃[7]（2019）在《ZnO/Co_3O_4金属氧化物半导体材料的气敏性能探究及其在水果成熟阶段监测中的应用》一文中研究指出乙烯是蔬果成熟过程中散发出来的具有催熟作用的气体,对蔬果果实的生长进程起着至关重要的促进作效果,因此监测水果成熟过程中的乙烯浓度是监控水果在整个物流过程中新鲜程度的重要手段,降低物流及贮藏过程中由于水果过度成熟带来的不必要的经济损耗。因此,本文对在微观层面上拥有多孔纳米形貌的金属氧化物敏感材料的乙烯敏感响应性能进行了相对全面且细化的工作,还应用这一类多孔敏感纳米材料对蔬果果实的生长进程中所释放气体进行了实际检测。本文着重探究了表面多孔Co3O4纳米级带状材料,表面多孔ZnO纳米片以及钯负载的多孔ZnO纳米片材料的气敏性能。在各种常见气体检测实验过程中发现这一类具有微观多孔形态的过渡金属氧化物对属于烯烃类的乙烯具有非常良好的响应。本文具体通过简单的一步湿化学法,在低温低压的条件下成功合成了具有表面多孔结构的半导体金属氧化物纳米材料。表面多孔的微观形貌对半导体金属氧化物材料的气敏性能有促进作用,在这些多孔形貌的边缘密集分布着很多活性位点,由于这些活性位点的存在,使得目标气体分子在半导体金属氧化物材料的表面更易发生反应,被表面的化学吸附氧氧化,表面反应的剧烈程度增加带来的就是灵敏度的增加。除此之外提高这类敏感材料对VOCs气体响应能力的重要方法还有对其进行贵金属(Au,Pt,Ag,Pd)的负载,利用其具有的极高化学活性,催化氧化物表面反应过程,达到增强敏感响应能力的目的。本文第二章使用一步湿化学法成功制备得到了表面多孔的Co304纳米带材料,纳米带拥有均一的表面多孔结构,带状形貌在大范围内保持均一。所合成的Co304纳米带的乙烯和乙醇敏感响应能力达到很高的水平(2000ppm乙烯响应达到了3.2)。通过与商用四氧化叁钴进行气敏性能的对比,发现具有表面多孔和纳米带形貌的该材料对乙醇的响应灵敏度远远高于商用四氧化叁钴,由此可见表面多孔结构和纳米带的形貌对于材料的气敏响应灵敏度起到了至关重要的作用。除此之外对多孔四氧化叁钴纳米带的乙烯气体敏感性能进行了初步探究,得到了不错的结果,但用于实际检测还需要进一步提高和研究。本文第叁章采用一步式的湿化学方法成功获得了多孔ZnO纳米片材料。通过扫描电镜和透射电镜的分析观察到该材料具有大范围均一的片状形貌,通过X射线衍射分析得到该材料物相为均一的ZnO相。进一步对多孔ZnO纳米片材料的气敏性能进行深入的探究,发现其对各类常见的挥发性气体具有普适性的气敏响应,并且该材料对较难检测的乙烯表现出了非常不错的响应灵敏度,对2000ppm的乙烯响应灵敏度达到了7左右。除此之外响应速度和恢复速度非常迅速,响应时间和恢复时间分别为20s和30s,相较于传统检测乙烯的氧化锡传感器的响应恢复速度有了非常巨大的提高,这可以归功于ZnO本身良好的气敏响应性能及表面多孔和超薄的纳米片结构的综合作用。除此之外,我们使用多孔ZnO纳米片材料对香蕉和芒果的成熟阶段释放的气体进行了实际检测,实验对六个不同成熟度香蕉及芒果进行了检测,结果证明材料对不同成熟的香蕉和芒果能产生不同强度的气敏响应,证明了多孔ZnO材料在乙烯检测的实际应用中也有不错的性能。本文第四章在多孔ZnO纳米片材料的基础上,通过原位还原法进一步在其表面修饰贵金属钯颗粒,成功制得了钯负载的多孔ZnO纳米片材料。通过透射电镜和高分辨透射电镜的表征,观察到钯颗粒的修饰效果非常均匀,钯颗粒的直径尺寸达到了2到5个纳米左右。修饰了钯的多孔ZnO纳米片材料的乙烯气体敏感能力得到了明显的增强,对1ppm的乙烯响应灵敏度都可以达到6左右,达到了目前极高水平,同时检测限低至10ppb,在同类型材料中是目前所知乙烯的最低检测限。进一步对不同成熟阶段的芒果进行检测,发现其对不同成熟阶段的芒果产生了不同的响应灵敏度,进一步证实该材料对实际水果成熟过程的监测作用。(本文来源于《安徽大学》期刊2019-03-01）
王旭昭,王萌[8]（2019）在《金属氧化物半导体气敏传感器专利技术综述》一文中研究指出金属氧化物半导体气敏传感器是现今应用最广、研究最充分的气体传感器领域之一。本文通过专利技术的角度出发,对国内外该专利技术文献进行了统计分析,研究了金属氧化物半导体气体传感器领域的专利申请量、申请时间、申请人的分布特点。(本文来源于《技术与市场》期刊2019年02期）
Mahmood,Ul,Haq[9]（2019）在《半导体金属氧化物异质结构的制备及其在气体传感器中的应用研究》一文中研究指出金属氧化物半导体纳米材料由于其制备方法简单、成本低、对各种气体有响应而广泛应用于气体传感领域。近年来,金属氧化物半导体气敏材料的研究一直是作为提升气体传感性能的主要突破点而备受关注。主要研究方向包括材料类型、形貌、暴露晶面、表面改性和器件结构。然而,在制作气体传感器件时,广泛使用涂覆工艺,其工艺繁琐,成品率低,且易引起材料团聚。考虑到基于纳米复合材料的器件具有开放式的结构,使得目标气体更容易扩散到材料内部。因此,仍然需要全面重视器件结构的改善。本论文以金属氧化物半导体气体传感器为基础的纳米复合材料作为研究对象,结合静电纺丝和水热法,制备了新型复合金属氧化物半导体气敏材料。通过对前驱体产物的表征来分析其生长机制。通过构建气体传感器原型器件来测试复合纳米材料的气体传感性能。本文的主要研究内容包括:1.我们使用静电纺丝和水热技术的简单两步法合成了基于α-Fe2O3/NiO纳米片包覆纤维的新型分级异质结构。将高浓度的α-Fe2O3纳米片均匀地外延沉积在NiO纳米纤维上。通过XRD,SEM,TEM,EDX,XPS和BET分析研究了基于α-Fe2O3/NiO复合材料的纳米结构的结晶性,形貌结构和表面组成。极端支化的α-Fe2O3/NiO纳米片覆盖纤维具有多孔结构,具有大的比表面积,这对于优良的气体传感器来说至关重要。通过调整前驱体的比例,探索了基于α-Fe2O3/NiO复合材料的不同纳米结构。与纯NiO纳米纤维相比,在较低的工作温度下其气敏响应更高、响应-恢复速度更快,并且对丙酮的选择性更好。其中,α-Fe203/Ni0纳米片包覆纤维的S-2在169 ℃下100ppm丙酮的气敏响应高达18.24,大约是纯NiO纳米纤维的6.9倍。基于α-Fe2O3/NiO纳米片覆盖纤维的复合材料气敏性能的提升可归因于具有大的表面积、p/n结和α-Fe2O3与NiO的协同性能。2.我们结合静电纺丝和水热法两步合成NiO/ZnSn03新型异质结构,在ZnSnO3纳米纤维上均匀地外延修饰大量的NiO微球。通过XRD,SEM,TEM,EDX,XPS和BET等表征手段研究了NiO/ZnSnO3复合材料的物相、形貌结构和表面状态。NiO/ZnSnO3异质结构带有介孔结构表现出大的比表面积,是制备高性能气体传感器的关键。与纯ZnSn03纳米纤维相比,基于NiO/ZnSnO3复合材料的器件气敏性能有所改善,比如在低温时表现出对乙醇气体的高灵敏度、选择性以及快速的响应-恢复速度。在160 ℃时,NiO微球修饰的复合材料对20ppm乙醇的响应高达23.95,是纯ZnSnO3纳米纤维的2.5倍。NiO/ZnSnO3复合材料传感性能的提升可归因于其具有高的比表面积、大量氧空位、p/n结效应和NiO与ZnSnO3异质结构之间的协同作用。3.我们采用表面活性剂水热处理A1(N03)3、NiCl2和NaC2O4水溶液,通过在500℃空气中连续退火合成了铝掺杂NiO超长纳米线,具有很好的分散性和清晰的形貌。研究了未掺杂和铝掺杂的NiO纳米线对乙醇、甲醇、丙酮、二甲苯、甲苯和苯的传感性能。结果表明,对比纯纳米线、掺杂量为1.6 at%、2.1 at%和4.3 at%,铝掺杂量为3.2 at%时,气敏性能提升最大。研究表明,器件的气敏性能随着纳米线中铝掺杂含量的增加而提升。在NiO纳米晶体中,Al3+离子同化是通过诱导NiO纳米线缺氧和化学吸附氧的变化来改变载流子浓度。因此,在NiO纳米线中掺入A13+将是设计优良气体传感器的一种有效方法。(本文来源于《浙江大学》期刊2019-02-01）
邓博文[10]（2019）在《金属氧化物半导体光热协同分解二氧化碳》一文中研究指出随着人类社会的不断发展,对能源的需求日益增长。化石燃料目前仍然是人类的主要能源,一方面其储量有限,能源危机始终是亟待解决的问题,另一方面大量排放的CO_2及其他污染物引发了一系列环境与气候问题。太阳能理论上是无限的,也是清洁能源的重要组成部分。利用太阳能将CO_2和H_2O转化为太阳能燃料,将太阳能转化为化学能储存起来并加以利用,可以同时解决能源与环境问题,是未来能源的发展方向。本课题组提出的光热协同制备太阳能燃料是一种基于能量分级分质利用思想的方法,发展前景光明。光热协同材料的设计与制备是提高系统效率的关键,本论文探究了多种氧化物材料的性能,尝试寻找合适的循环材料。利用溶胶凝胶法制备了TiO_2和不同比例Mn掺杂的TiO_2材料,CO_2分解实验结果表明1.0 wt%掺杂比例的样品效果最好,掺杂量更多或更少都会导致CO产量减少,但仍高于纯TiO_2的产量。掺杂Mn离子在TiO_2的禁带中引入了杂质能级,扩大了光吸收范围,同时Mn离子可以俘获电子,促进光生电子空穴的分离,但随着Mn的掺杂量增加,Mn离子反而会成为复合中心,不利于氧空位生成。DFT计算表明,Mn的掺杂降低了TiO_2的氧空位形成能。利用水热法和离子交换法制备了ZnO、Zn_2GeO_4、ZnGa_2O_4纳米材料。实验结果表明,ZnO的效果与P25型TiO_2相当,为2.2?mol·g~(-1);Zn_2GeO_4和ZnGa_2O_4材料具有优秀的光热协同分解CO_2性能,其中Zn_2GeO_4效果最好,平均CO循环产量为9.52?mol·g~(-1),是P25的4倍。XPS结果表明光照期间在Zn_2GeO_4和ZnGa_2O_4样品中产生了较多的氧空位,并在热反应结束后氧空位恢复,上述氧化物在循环过程中反应机理与TiO_2类似。进一步设计并制备了ZnO/Zn_2GeO_4异质结以拓宽Zn_2GeO_4材料的光谱响应范围,提高能量转化效率。光热协同实验显示,复合体系材料平均CO产量达到12.40?mol·g~(-1),高于单一的氧化物材料,并且具有良好的循环稳定性。通过XRD、TEM及EDS线扫测试证明了异质结的成功构建,UV-Vis DRS和PL光谱表明Z/ZGO材料光响应及光生电子空穴分离效果良好,利于光致氧空位的产生。(本文来源于《浙江大学》期刊2019-01-01）
金属氧化物半导体论文开题报告
（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：
在本文中,以氧化镍(NiO)和二氧化钛(TiO_2)等金属氧化物半导体为主要研究对象。最终目标产物在不同条件下通过不同的实验合成方法合成。我们通过控制反应时间,添加剂的量,煅烧温度和其他方法来调控样品。这也是最常用的调节金属氧化物半导体的方法。主要研究内容如下:第一章主要介绍了金属氧化物半导体的研究现状。通过结合纳米材料的特性,分析了纳米金属氧化物半导体材料的特性。总结了纳米金属氧化物半导体的制备方法和研究现状。以NiO和TiO_2为对象,根据自身特点进行分析。在此基础上,结合上述研究背景,进一步阐述了本课题的意义和本论文的主要研究内容。在第二章中,采用一步法无模板法,用无水乙醇为溶剂,改变不同的煅烧温度,制备了不同形貌的NiO晶体(NiO八面体,骸晶NiO八面体和立方体NiO)。结合NiO本身的材料特性,分析了超级电容器电极的电化学性能。实验结果表明,不同形貌NiO的电化学性能差异明显。同时,通过X射线衍射(XRD)和电子扫描显微镜(SEM)等表征制备的样品的结构和外观。第叁章介绍了采用简单溶剂热法,合成的高结晶度,大比表面积的纳米TiO_2微球。通过调节加入的尿素量制备高催化活性的TiO_2光催化材料。结果表明,制备的纳米TiO_2微球具有较大的比表面积。随着添加的尿素量增加,结晶度也增加。同时,异丙醇作为溶剂也在纳米TiO_2微球的形成中起关键作用。性能测试表明,纳米TiO_2微球具有独特的叁维结构,有利于电子的转移,具有催化活性高,稳定性好的特点。第四章介绍了采用两步溶剂热法,制备的P-n异质结NiO-TiO_2纳米光催化材料。通过XRD和SEM表征样品的性质和形态。以亚甲基蓝为模拟污染物,研究了异质结的光催化性能和循环性能。结果表明,异质结的光催化性能高于纯NiO和纯TiO_2,表明异质结具有较好的催化效果。在第五章中,我们总结了硕士期间和写论文的工作。并简要分析了本文的创新点以及在实验中需要进一步研究和解决的问题。对NiO和TiO_2的研究发现,材料的形貌和活性晶面的暴露对纳米金属氧化物半导体材料的光催化和电化学性质有重要影响。它为将来制备更具活性的金属氧化物半导体材料提供了重要的理论支持。
（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。
金属氧化物半导体论文参考文献
[1].本刊编辑部.氟离子对半导体金属氧化物的表面性质调控及光催化性能影响研究[J].信阳师范学院学报(自然科学版).2019
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[4].蔡晓丽.半导体金属氧化物（Cu_2O,ZnO）复合材料的制备及性能研究[D].郑州轻工业大学.2019
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[6].刘波.基于半导体金属氧化物的恶臭传感器构筑与性能研究[D].中国科学技术大学.2019
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[9].Mahmood,Ul,Haq.半导体金属氧化物异质结构的制备及其在气体传感器中的应用研究[D].浙江大学.2019
[10].邓博文.金属氧化物半导体光热协同分解二氧化碳[D].浙江大学.2019
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