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Sn掺杂ZnO薄膜的室温气敏性能及其气敏机理

邢兰俊 常永勤 邵长景 王琳 龙毅

Sn掺杂ZnO薄膜的室温气敏性能及其气敏机理

邢兰俊, 常永勤, 邵长景, 王琳, 龙毅
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  • 采用化学气相沉积方法在预制好电极的玻璃基底上制备出Sn掺杂ZnO薄膜和纯ZnO薄膜. 两种样品典型的形貌为四足状ZnO晶须, 其直径约为150-400 nm, 呈疏松状结构. 气敏测试结果显示Sn掺杂ZnO薄膜具有优良的室温气敏性, 并对乙醇具有良好的气敏选择性, 而纯ZnO薄膜在室温条件下对乙醇和丙酮均没有气敏响应. X射线衍射结果表明两种样品均为六方纤锌矿结构. Sn掺杂ZnO样品中没有出现Sn及其氧化物的衍射峰, 其衍射结果与纯ZnO样品对比, 衍射峰向小角度偏移. 光致发光结果表明, Sn掺杂ZnO薄膜与纯ZnO薄膜均出现紫外发光峰和缺陷发光峰, 但是Sn的掺杂使得ZnO的缺陷发光峰明显增强. 将Sn掺杂ZnO样品在空气中退火后, 其室温气敏性消失, 说明Sn掺杂ZnO样品的室温气敏性可能与其缺陷含量高有关. 采用自由电子散射模型解释了Sn掺杂ZnO薄膜的室温气敏机理.
      通信作者: 常永勤, chang@ustb.edu.cn
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 50502005, 11175014)和新世纪优秀人才计划(批准号: NCET-07-0065)资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2015-12-01
  • 修回日期:  2016-02-12
  • 刊出日期:  2016-05-05

Sn掺杂ZnO薄膜的室温气敏性能及其气敏机理

  • 1. 北京科技大学材料科学与工程学院, 北京 100083
  • 通信作者: 常永勤, chang@ustb.edu.cn
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号: 50502005, 11175014)和新世纪优秀人才计划(批准号: NCET-07-0065)资助的课题.

摘要: 采用化学气相沉积方法在预制好电极的玻璃基底上制备出Sn掺杂ZnO薄膜和纯ZnO薄膜. 两种样品典型的形貌为四足状ZnO晶须, 其直径约为150-400 nm, 呈疏松状结构. 气敏测试结果显示Sn掺杂ZnO薄膜具有优良的室温气敏性, 并对乙醇具有良好的气敏选择性, 而纯ZnO薄膜在室温条件下对乙醇和丙酮均没有气敏响应. X射线衍射结果表明两种样品均为六方纤锌矿结构. Sn掺杂ZnO样品中没有出现Sn及其氧化物的衍射峰, 其衍射结果与纯ZnO样品对比, 衍射峰向小角度偏移. 光致发光结果表明, Sn掺杂ZnO薄膜与纯ZnO薄膜均出现紫外发光峰和缺陷发光峰, 但是Sn的掺杂使得ZnO的缺陷发光峰明显增强. 将Sn掺杂ZnO样品在空气中退火后, 其室温气敏性消失, 说明Sn掺杂ZnO样品的室温气敏性可能与其缺陷含量高有关. 采用自由电子散射模型解释了Sn掺杂ZnO薄膜的室温气敏机理.

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