典型微納結(jié)構(gòu)的氣敏檢測與結(jié)構(gòu)制備研究.pdf

1、當前環(huán)境污染日趨嚴重，有機氣體檢測成為氣體檢測領(lǐng)域不可或缺的一部分。與此同時，隨著微電子技術(shù)和微納制造工藝及其理論的不斷完善，氣體傳感器逐漸向一體化、智能化、圖像化及微型化、低能耗和高靈敏度高選擇性的方向發(fā)展，氣敏傳感器也逐漸以具有氣敏特性的微納結(jié)構(gòu)氣敏元件為核心部件。本學位論文針對有機氣體，通過理論、實驗和仿真相結(jié)合，研究蝶翅微納結(jié)構(gòu)的光學氣敏特性和ZnO納米線結(jié)構(gòu)的電學氣敏特性，主要研究工作包括：
　　針對Morpho蝶翅鱗片

2、微納結(jié)構(gòu)，搭建了光學實驗平臺，檢測蝶翅樣本在甲醇、乙醇飽和蒸汽和氮氣中的光學反射譜，結(jié)合主成分分析方法，對光譜數(shù)據(jù)進行降維處理，實現(xiàn)了三種氣體的檢測和識別；研究了蝶翅結(jié)構(gòu)氣敏機理，提出蝶翅結(jié)構(gòu)在有機氣體中會在表面形成一層納米液膜，導致結(jié)構(gòu)的光學特性發(fā)生變化；采用 Rsoft軟件DiffractMOD模塊對該蝶翅結(jié)構(gòu)進行建模和仿真，研究了蒸氣濃度變化對結(jié)構(gòu)反射譜的影響。進一步，以蝶翅生物樣本為模板，結(jié)合磁控濺射薄膜制備技術(shù)與燒結(jié)成型方法，

3、制備出與原蝶翅結(jié)構(gòu)和光學特性相似的蝶翅遺態(tài)結(jié)構(gòu)。
　　研究了ZnO半導體對還原性氣體的氣敏機理，結(jié)合ZnO納米線生長和微納結(jié)構(gòu)制備工藝，制備出叉指型和對尖型兩種氣敏微納結(jié)構(gòu)，并進行了Au顆粒修飾，探索了修飾前后結(jié)構(gòu)氣敏特性的變化。研究了350℃最佳測試溫度下500ppm到10ppm不同濃度乙醇氣體的電流-時間變化曲線，發(fā)現(xiàn) Au顆粒修飾對響應時間有所改善的，同時得到有無 Au顆粒修飾的叉指型和對尖型氣敏元件的濃度-靈敏度曲線，Au