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《鈣鈦礦型鐵酸鑭、錳酸鍶鑭的氣濕敏性能研究》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、學(xué)校代號10530學(xué)號201510121223分類號TN303密級碩士學(xué)位論文鈣鈦礦型鐵酸鑭、錳酸鍶鑭的氣濕敏性能研究學(xué)位申請人段再華導(dǎo)師姓名及職稱張勇副教授學(xué)院名稱物理與光電工程學(xué)院學(xué)科專業(yè)電子科學(xué)與技術(shù)研究方向電子材料與器件二〇一八年六月StudyonthegasandhumiditysensingpropertiesofperovskitetypeLaFeO3/La0.7Sr0.3MnO3CandidateZaihuaDuanSupervisorAssociateProfessorYongZhangColle
2、geSchoolofPhysicsandOptoelectronicsEngineeringProgramElectronicMaterialandDevicesSpecializationElectronicScienceandTechnologyDegreeMasterofEngineeringUniversityXiangtanUniversityDateJune,2018摘要隨著社會的發(fā)展，氣、濕敏傳感器在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、智能家居、環(huán)境監(jiān)控等領(lǐng)域扮演著越來越重要的角色，高性能氣、濕敏傳感器急需發(fā)展。本文以ABO
3、3鈣鈦礦型復(fù)合金屬氧化物L(fēng)aFeO3和La0.7Sr0.3MnO3作為研究對象。按照材料制備、材料表征、器件制作、性能測試和機(jī)理分析的研究思路，系統(tǒng)地研究了LaFeO3和La0.7Sr0.3MnO3納米材料的制備方法及其氣、濕敏性能，取得主要成果如下：1.利用溶膠凝膠法制備了LaFeO3納米顆粒，并采用X射線衍射儀(XRD)、場發(fā)射電子顯微鏡(FE-SEM)和X射線光電子能譜(XPS)對LaFeO3納米顆粒進(jìn)行了表征。利用LaFeO3納米顆粒作為敏感電極(SE)材料，釔穩(wěn)定氧化鋯(YSZ)作為電解質(zhì)材料，Pt作為參
4、考電極(RE)材料，制作了Pt/YSZ/LaFeO3混合電位型NO2氣體傳感器，并測試了氣體傳感器在不同工作溫度下對不同濃度NO2氣體的響應(yīng)特性。結(jié)果表明氣體傳感器在最佳工作溫度300°C下，對100ppmNO2氣體的響應(yīng)值達(dá)到了164mV，響應(yīng)/恢復(fù)時(shí)間分別約為73s和94s，在50-400ppmNO2濃度范圍內(nèi)氣體傳感器具有最佳的線性度，且靈敏度高達(dá)353mV/decade。2.利用單軸靜電紡絲法結(jié)合快速退火工藝制備了LaFeO3納米管，并通過FE-SEM和透射電子顯微鏡(TEM)對其形貌進(jìn)行了表征，表征結(jié)果顯
5、示所制備的LaFeO3納米管具有清晰的中空管狀結(jié)構(gòu)，其外徑和內(nèi)徑分別約為50nm和30nm。先制備了基于LaFeO3納米管的氣體傳感器，測試了其對乙醇、甲醛、丙酮和氨氣等還原性氣體的氣敏性能。結(jié)果顯示LaFeO3納米管氣體傳感器在160°C下對100ppm乙醇的響應(yīng)值約為9.4，響應(yīng)/恢復(fù)時(shí)間分別為2s和4s，對5-100ppm濃度范圍乙醇具有良好的線性度(R2=0.97)。其次制備了基于LaFeO3納米管的濕度傳感器，進(jìn)一步研究了其濕敏性能，在11%-95%RH的濕度范圍內(nèi)100Hz工作頻率下LaFeO3納米管濕
6、度傳感器的阻抗變化約為三個(gè)數(shù)量級。3.利用添加聚乙烯吡咯烷酮(PVP)表面活性劑的溶膠凝膠法制備了La0.7Sr0.3MnO3納米晶，并利用XRD、FE-SEM、TEM、XPS、比表面及孔徑分析和接觸角測試對其進(jìn)行了表征，表征結(jié)果顯示La0.7Sr0.3MnO3具有良好的納米晶體結(jié)構(gòu)、大的比表面積和超親水性等特點(diǎn)。先制備了基于La0.7Sr0.3MnO3納米晶的氣體傳感器，研究了其對乙醇、甲醛、丙酮和氨氣等還原性氣體的氣敏性能，測試結(jié)果顯示傳感器對以上還原性氣體的響應(yīng)均較差。其次制備了基于La0.7Sr0.3MnO
7、3納米晶的濕度傳感器，測試結(jié)果顯示La0.7Sr0.3MnO3納米晶濕度傳感器具有優(yōu)異的濕敏性能：在11%-95%RH的濕度范圍內(nèi)，10Hz工作頻率下濕度傳感器的阻抗變化約為四個(gè)數(shù)量級，響應(yīng)/恢復(fù)時(shí)間低至0.8s和4.9s，濕滯約為4%RH。相較于氣敏性能，La0.7Sr0.3MnO3納米晶具有更好的濕敏性能。關(guān)鍵詞：LaFeO3納米顆粒；LaFeO3納米管；La0.7Sr0.3MnO3納米晶；氣、濕敏性能IAbstractWiththedevelopmentofsociety,thegasandhumiditys
8、ensorsplayanincreasinglyimportantroleinindustry,agriculture,smarthome,environmentalmonitoringandotherfields,anditisurgenttodevelophighperformancegasandhumiditysensors.Inthispaper,A
