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《石墨烯半導體氧化物復合材料的制備及其氣敏特性的研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在學術論文-天天文庫。
1、分類號：TP212單位代碼：10183研究生學號：2013514035密級：公開吉林大學碩士學位論文（專業(yè)學位）石墨烯/半導體氧化物復合材料的制備及其氣敏特性的研究Researchaboutpreparationandgassensingpropertiesofgraphene/semiconductoroxidecompositematerial作者姓名：肖艷類別：工程碩士領域（方向）：集成電路工程指導教師：盧革宇教授培養(yǎng)單位：電子科學與工程學院2016年6月石墨帰／半導體氧化物復合材料的制備及其氣敏特巧的研
2、巧Ｒｅｓｅａｒｃｈａｂｏｕｔｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎａｎｄｇａｓｓｅｎｓｉｎｇｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｇｒａｐｈｅｎｅ／ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｏｘｉｄｅｃｏｍｏｓｉｔｅｍａｔｅｒｉａｌｐ作者姓名：肖艷領域；（方向）集成電路工程辱指導教師：盧革宇教授類別；工程碩±答辯日期；％《年務月３＾？日未經(jīng)本論女作者的書面授權、，依法收存和保管本論文書面版本電子版本的任何單位和個人，均不得對本論文的全部或部分內(nèi)容進行任何形式的復制、修改、發(fā)行、出租、改編等有
3、礙作者著作權的商業(yè)性使用（但純學術性使用不在此限）。否則，應承擔侵權的法律責任。吉林大學碩±學位論文原創(chuàng)性聲明立在指導教師的指導下，獨，是本人本人鄭重聲明：所呈交學位論文進行研究工作所取得的成果。除文中己經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果。對本文的研巧做出重要貢獻的個人和集體，均己在文中明確方式標明。本人完全意識到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔。學位論文作者簽名：Ａ曰期：與／占年＾月《曰中文摘要石墨烯/半導體氧化物復合材料的制備及
4、其氣敏特性的研究基于半導體氧化物材料的氣體傳感器以其優(yōu)異的氣敏特性收獲了大量的市場份額。就目前的研究狀況而言，基于單一種類半導體氧化物材料的氣體傳感器的各項氣敏性能仍具有很大的提升空間。本論文通過具有良好電學特性的還原氧化石墨烯（rGO）與半導體氧化物（二氧化錫、氧化鋅）復合來提高半導體氧化物對NO2氣體的敏感特性，制備高性能的NO2氣體傳感器。具體研究內(nèi)容和結(jié)果如下：首先，我們以氧化石墨烯溶液和硫酸亞錫為主要前驅(qū)物，通過簡單的水熱反應一步合成rGO與二氧化錫(SnO2)的復合材料(SnO2/rGO)。在制備過
5、程中，采用改進后的Hummers方法來制備氧化石墨烯（GO），并在復合過程中完成了氧化石墨烯的還原。SnO2/rGO復合材料中，SnO2呈表面粗糙的、直徑約100nm、中心厚度約40nm的扁球狀，均勻地生長在rGO的片層兩側(cè)。研究結(jié)果表明，基于SnO2/rGO的氣體傳感器對NO2表現(xiàn)出了優(yōu)良的氣敏特性：較高的靈敏度，在75℃下對于1ppmNO2的靈敏度將近700；較低的檢測下限，在75℃時可檢測50ppbNO2，靈敏度達到2.9；較好的重復性和良好的選擇性。其次，我們以二水合乙酸鋅、氨水、氧化石墨烯溶液為前驅(qū)物
6、，通過短時間的水浴加熱和高溫煅燒，獲得氧化鋅和還原氧化石墨烯的復合材料（ZnO/rGO）。該實驗的原料和過程都很簡單，并且不會產(chǎn)生有毒害的衍生物。ZnO/rGO復合材料中，ZnO呈微米級的花朵，在花朵和花瓣間都能檢測到rGO的片層。rGO的引入成功提高了ZnO的氣敏特性。研究結(jié)果表明，基于ZnO/rGO的氣體傳感器同樣對NO2表現(xiàn)出了良好的氣敏特性：較高的靈敏度，在100℃時對于50ppbNO2的靈敏度約為13.4；較低的檢測下限，在100℃時對于5ppbNO2的靈敏度可達到6.65；較好的重復性和選擇性；受環(huán)
7、境濕度影響小。I綜上所述，本論文證明了通過石墨烯與半導體氧化物的復合來獲取高性能氣敏材料的可行性。由于rGO的引入使得石墨烯與半導體氧化物之間形成的異質(zhì)結(jié)可能是半導體氧化物氣敏特性得以優(yōu)化的原因。關鍵詞：氣體傳感器，二氧化錫，氧化鋅，石墨烯，PN結(jié)IIAbstractResearchaboutpreparationandgassensingpropertiesofgraphene/semiconductoroxidecompositematerialGassensorsbasedonsemiconductoro
8、xidematerialwithexcellentgas-sensingpropertiestakealotofmarketshare.Intermsofthepresentresearchsituation,thereisroomforimprovementofcomprehensivegassensitivepropertiesofgassensorsbasedonsingleki
