【摘 要】
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在生物、化工等工业生产和道路交通中,对环境中具有易挥发、易燃性质的乙醇气体实施快速、可靠性地检测很有必要,因此研发具有高灵敏度、选择性及稳定性的乙醇传感器具有重要
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在生物、化工等工业生产和道路交通中,对环境中具有易挥发、易燃性质的乙醇气体实施快速、可靠性地检测很有必要,因此研发具有高灵敏度、选择性及稳定性的乙醇传感器具有重要的现实意义。V2O5作为宽禁带n型半导体在探测乙醇气体方面已表现出巨大的应用前景。本文研究了一种新型V2O5超薄纳米带网络结构的制备工艺,并对相应敏感器件的乙醇敏感性能进行了评价。本论文以EDTA作为导向剂和包覆剂,采用原位诱导水热法在预溅射有Pt叉指电极的氧化铝基底表面原位可控制备出了VO2超薄纳米带结构,并进一步经过温和空气退火处理后得到了具有准定向特点的V2O5超薄纳米带网络结构气敏传感器。诱导层和EDTA的浓度在准定向超薄纳米带的制备中起到了关键的作用。基于诱导种子层以及EDTA导向生长的协同作用,分析并提出了氧化钒纳米带和纳米片的成核及生长机理。在20oC到300oC温度范围内,基于V2O5纳米带网络结构的传感器对3-500ppm乙醇气体表现出了良好的敏感性能,V2O5纳米带网络结构传感器在室温20℃和250℃下对乙醇气体的探测极限分别为5ppm及3ppm。在最佳工作温度250℃下,V2O5超薄纳米带网络结构传感器对乙醇气体表现出高的灵敏度、快速的响应恢复特性、好的气体选择性以及长期稳定性。随着工作温度从室温逐渐升高到300℃,V2O5纳米带网络结构传感器导电特征出现了由p型到n型的转变。
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