【摘 要】
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取向生长的半导体金属氧化物纳米材料由于其合成方法简单、生长可调性和纳米结构形貌的再现性高而受到了研究者们广泛的关注。目前,常见的具有取向生长的半导体金属氧化物有ZnO、Sn O2、Ti O2和Cu O等。其中ZnO纳米材料具有多种高度有序的纳米结构,如纳米棒（NRs）、纳米线（NWs）和纳米管（NTs）等。这些纳米结构的ZnO具有许多特性,包括大的比表面积、高的电子迁移率和大量的表面活性中心等,因
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取向生长的半导体金属氧化物纳米材料由于其合成方法简单、生长可调性和纳米结构形貌的再现性高而受到了研究者们广泛的关注。目前,常见的具有取向生长的半导体金属氧化物有ZnO、Sn O2、Ti O2和Cu O等。其中ZnO纳米材料具有多种高度有序的纳米结构,如纳米棒（NRs）、纳米线（NWs）和纳米管（NTs）等。这些纳米结构的ZnO具有许多特性,包括大的比表面积、高的电子迁移率和大量的表面活性中心等,因此取向生长的ZnO纳米材料成为气体传感器制造领域中优异的候选材料。本文采用水热法在ZnO纳米颗粒种子层上制备ZnO纳米棒阵列薄膜,并用于低温下对NOx的气敏检测取得了一些有意义的研究成果。主要的研究成果如下:（1）通过静态旋涂法在ITO衬底上制备ZnO纳米颗粒种子层,最后通过水热法制备得到ZnO纳米棒阵列薄膜,随后将制备得到的样品进行表征,并研究ZnO纳米棒阵列薄膜传感器对NOx的气敏性能。气敏测试结果表明:在120℃的工作温度下,当NOx的浓度为3 ppm,传感器的响应为25。（2）为了改变ZnO纳米棒阵列薄膜的形貌,在前驱体生长溶液中同时添加PEI和KCl得到的ZnO纳米棒束阵列薄膜并进行结构和形貌表征且用于低温下对NOx的气敏检测。测试结果表明:在120℃时,当NOx的浓度为0.1 ppm,ZnO纳米棒束阵列薄膜传感器的响应、响应/恢复时间分别为4.5、105 s和334 s。（3）在生长溶液中加入硝酸铝制备Al掺杂ZnO纳米棒阵列薄膜,用于提高低温下ZnO纳米棒阵列薄膜传感器对NOx的气敏性能。测试了低温条件下6wt%Al掺杂的ZnO纳米棒阵列薄膜传感器对NOx的气敏响应,在120℃时,目标气体的浓度为3 ppm,得到的气敏响应为68。这一结果表明Al掺杂能够显著提高ZnO纳米棒阵列薄膜传感器低温下对NOx的气敏性能。
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