氧化鋅納米材料的制備及其氣敏特研究

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1、編號(hào)：11006310022南陽(yáng)師范學(xué)院2015屆畢業(yè)生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）題目：氧化鋅納米材料的制備及其氣敏性特性研究完成人：王洋班級(jí)：2011-04學(xué)制：4年專(zhuān)業(yè)：電子信息科學(xué)與技術(shù)指導(dǎo)教師：徐秀梅完成日期：2014-04-22目錄摘要(1)第一章緒論(2)1.1納米技術(shù)簡(jiǎn)介(2)1.1.1納米技術(shù)的簡(jiǎn)介(2)1.1.2納米技術(shù)的含義(4)1.1.3納米材料含義(5)1.2ZnO納米材料(6)1.2.1ZnO納米材料簡(jiǎn)介(6)1.2.2ZnO納米材料的分類(lèi)(8)1.3ZnO半導(dǎo)體氣體傳感器(9)1.3.1半導(dǎo)體氣體傳感器原理(9)1.3.2ZnO半導(dǎo)體氣體傳感器分類(lèi)(10)1.3.3

2、半導(dǎo)體氣體傳感器性能指標(biāo)(10)1.4制備方法及研究現(xiàn)狀(11)第二章ZnO納米材料的制備(13)2.1實(shí)驗(yàn)所用材料及儀器(13)2.2ZnO制備原理及過(guò)程(13)2.3實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析與討論(17)2.4ZnO氣體傳感器的氣敏機(jī)理(19)2.5ZnO氣體傳感器的性能測(cè)試(20)2.6小結(jié)(23)第三章納米材料的現(xiàn)狀及前景(24)參考文獻(xiàn)(25)Abstract(27)氧化鋅納米材料的制備及其氣敏性特性研究作者：王洋指導(dǎo)老師：徐秀梅摘要：以二水乙酸鋅（C4H10O6Zn）和水合肼（N2H4?H2O）為原料，采用低溫水熱制備分等級(jí)ZnO納米材料，通過(guò)（XRD），透射電鏡（TEM），掃描電子

3、顯微鏡（SEM），光致發(fā)光譜等[1]對(duì)所制備的氧化鋅樣品進(jìn)行表征并分析晶體結(jié)構(gòu)，通過(guò)交叉實(shí)驗(yàn)分析其生長(zhǎng)機(jī)理，進(jìn)而進(jìn)行氣敏性的研究。檢測(cè)所測(cè)氣體的組成及其含量由氣體傳感器完成，而氣體傳感器由ZnO敏感材料為基體材料制得進(jìn)行。關(guān)鍵詞：水熱法；氧化鋅；傳感器；氣敏性第一章緒論1.1納米技術(shù)簡(jiǎn)介科技進(jìn)步帶動(dòng)了城市化進(jìn)程的飛速發(fā)展。人類(lèi)社會(huì)已經(jīng)經(jīng)歷了兩次工業(yè)革命，這兩次工業(yè)革命給人類(lèi)帶來(lái)了極大的便利，但是也帶來(lái)了一系列問(wèn)題。例如，工業(yè)生產(chǎn)，煤礦燃燒，汽車(chē)尾氣等排放的廢氣越來(lái)越多，這些排放的廢氣對(duì)人類(lèi)的生存與發(fā)展造成的危害日益嚴(yán)重，不容小覷。慶幸的是，越來(lái)越多的人注意到了大氣問(wèn)題對(duì)人與自然所造成

4、的危害，開(kāi)始關(guān)注這一問(wèn)題，關(guān)注人類(lèi)自身的健康與安全。為了改善人們的居住條件和提高生活質(zhì)量，很多國(guó)家制訂了相應(yīng)的法律法規(guī)，我國(guó)政府也制訂了符合我國(guó)國(guó)情的法律法規(guī)。各種各樣的氣體在人們的生活中必不可少，無(wú)法替代。有些是人類(lèi)健康至關(guān)重要的的氣體，如O2、CO2、N2；有些是環(huán)境和人體健康的殺手——含碳氧化物的不完全燃燒CO，硫的氧化物，氮的氧化物等；有些是室內(nèi)裝修所產(chǎn)生甲醛，氨氣，硫化氫，氯乙烯，苯乙烯等氣體。因此開(kāi)發(fā)和研究高性能的氣體傳感器是未來(lái)的趨勢(shì)。一些常見(jiàn)常用的傳感器，由SnO2，F(xiàn)e2O3，ZnO作為基體材料制備的傳感器等等已經(jīng)廣泛應(yīng)用于工業(yè)與日常生活。其中ZnO半導(dǎo)體氣體傳感器

5、以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)——對(duì)氣體反應(yīng)迅速，耗電量少，適合帶出去，可靠系數(shù)高等，在眾多傳感器中鶴立雞群，被廣泛應(yīng)用。1.1.1納米技術(shù)的簡(jiǎn)介納米技術(shù)一般指納米級(jí)(0.1-100nm)的材料設(shè)計(jì)、制造、測(cè)量、控制和產(chǎn)品的技術(shù)[2]。納米技術(shù)主要包括：納米粒子的測(cè)量、加工、制備、組裝技術(shù)；納米材料；納米生物學(xué)技術(shù)；納米物理學(xué)；納米化學(xué)等[3]。納米物理學(xué)和納米化學(xué)是納米技術(shù)的技術(shù)支撐，只有這兩項(xiàng)技術(shù)取得發(fā)展，其他相關(guān)產(chǎn)業(yè)才能進(jìn)步。納米電子學(xué)是納米技術(shù)最重要的內(nèi)容，也是我們研究的主要內(nèi)容。目前，研制出的納米產(chǎn)品涉及人們衣食住行的各個(gè)方面：納米防輻射服——可以有效地幫助人們減少來(lái)自電子產(chǎn)品和太陽(yáng)的輻射

6、；納米炊具——具有良好的導(dǎo)電性和殺菌作用,對(duì)人體無(wú)毒無(wú)害；納米涂料——這樣的涂料顆粒細(xì)膩，美觀，耐用，刷出來(lái)對(duì)人體傷害也??；納米技術(shù)制造的器件性能優(yōu)異，可延長(zhǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)的使用壽命和提高工作效率；還有納米機(jī)器人、納米衛(wèi)星、納米人造器官等。未來(lái)，納米技術(shù)的發(fā)展一定會(huì)影響人類(lèi)的生產(chǎn)生活方式。在納米技術(shù)的發(fā)展歷程中，世界各國(guó)的許多科學(xué)家作出了杰出的貢獻(xiàn)。納米技術(shù)的概念最早由加州理工大學(xué)的費(fèi)曼教授在1959年提出的，這一概念在1990年由IBM公司的科學(xué)家做出了證明。他們對(duì)單個(gè)原子進(jìn)行重新排列，使得納米技術(shù)突飛猛進(jìn)。納米材料的制備主要存在三個(gè)問(wèn)題：材料結(jié)構(gòu)的尺寸是否達(dá)到納米級(jí)、材料純度是否足夠高、

7、所得材料的成份是否合理。一旦這三個(gè)問(wèn)題被解決，就會(huì)使得納米材料的制備技術(shù)突飛猛進(jìn)，產(chǎn)生大量的嶄新器件。納米技術(shù)是一種高新技術(shù)，應(yīng)用前景廣闊，屬于朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè)，人們的研究主要集中在基礎(chǔ)的理論研究和實(shí)際應(yīng)用兩個(gè)方面。納米技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益巨大，各國(guó)都爭(zhēng)相開(kāi)發(fā)研究，我國(guó)也不例外。我國(guó)曾召開(kāi)納米科技發(fā)展戰(zhàn)略研討大會(huì)，制訂了一系列的的扶持政策及法律，極大地推動(dòng)了我國(guó)納米技術(shù)的發(fā)展。因此，我國(guó)的納米技術(shù)與世界同步。1.1.2納米技術(shù)的含義納米（nm），一種長(zhǎng)度單位，1nm=10