氧化鎢感測器氣敏性能

通過水熱合成製備含鉛的氧化鎢感測器,將工作溫度降低到室溫。水熱合成的氧化鎢氣敏材料,相較於以機械混合法製備氧化鎢氣敏材料以及純氧化鎢氣敏材料,具有更好的氣敏性能。鉛的加入有效改變了感測器的回應特性,在室溫下對氫氣的靈敏度為34,回應時間為24s。並且具有很好的選擇性和重複性。

利用鐵可以降低氧化鎢帶隙寬度的特點,採用新型噴霧熱解法製備鐵-氧化鎢酒精氣體感測器。氧化鎢是在(200)方向上優先生長的單晶,鐵啟動將氧化鎢帶隙寬度從2.9eV降低至2.59eV。在加入品質分數5%鐵時感測器的回應性能最好,對酒精氣體的靈敏度可達到78。

氧化鎢圖片

金屬活化氧化鎢氣敏層,除了檢測還原性氣體外,對二氧化氮等氧化性氣體也有回應。通過水熱合成的方法製備得到添加鈦並且存在氧缺陷的氧化鎢納米線。分別利用物理浸漬和化學合成的方法添加鈦,並發現化學合成會抑制氧化鎢納米線分散性。而物理浸漬可以在氧化鎢表面形成分佈良好的斑點狀顆粒,進而提高其傳感性能。鈦金屬的添加不僅可以使工作溫度從150℃降低到室溫,並且能夠增大感測器的靈敏度和響應特性。

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除用鈦摻雜外,還可使用金屬釩摻雜非化學計量比氧化鎢納米線,用於檢測二氧化氮氣體。在整個合成過程中採用的是溶劑熱法,得到的感測器對二氧化氮顯示出良好的回應特性。釩的摻雜不僅抑制了氧化鎢納米線的軸向生長,而且導致了納米線束的二次生長。

釩的摻雜不僅將工作溫度降低至室溫,且降低了檢測極限。除此之外,釩摻雜的氧化鎢納米線,在室溫下表現為反常的p型半導體特性,並在110℃情況下發生p-n轉變。