对二氧化锡纳米结构气体传感器的初步探讨.docxVIP

对二氧化锡纳米结构气体传感器的初步探讨 （）本文在对二氧化锡纳米结构气体传感器进行初步的探讨。重点介绍纳米技术，并对二氧化锡气体传感器的发展和目前所取得的成就进行介绍。讨论纳米结构在其中的应用，并对传感器之后的发展进行讨论。纳米技术二氧化锡气体传感器A Probe Into The Gas Sensor Based On Nano-structures Of Tin Oxide)This paper?commonly research on the gas sensor based on nano-structures of tin oxide.It introduces nanotechnology and the development and the present achievements in the gas sensor..The paper also introduces the application of nanotechnology in this area. It gives a probe into the future of the sensor .nanotechnology, tin oxide , the gas sensor近几年来，气体传感器在各个行业都得到了广泛的应用，比如环境监测、防灾报警、化学化工,其中二氧化锡以其独特的性能更是得到了进一步的发展。随着纳米技术的发展，将两者相互结合，研究纳米结构的气体传感器更是成为了热门话题。纳米技术　纳米技术是一门在纳米空间（0.1-100nm）内研究电子、原子和分子运动规律及其特性，通过操作单原子、分子或原子团、分子团，以制造具有特定功能的材料或器件为最终目的的一门技术。那么，纳米科技能给现有的技术带来怎样的改革呢？纳米材料有两个效应，一是当例子的尺寸达到波尔半径的时候，电子能级由准连续变为分立，带来能级的改变。能洗变宽是之氧化还原能力增强，自身的催化活性更加活泼，使原来较为稳定的晶粒能够直接参加各种物理化学变化。纳米材料另一个显著的效应就是表面效应,当颗粒细化到一定的程度后，例子表面的原子所占的比例急剧增大，当这些表面原子数量增加到一定的程度，材料的性能就更多的由表面原子，而不是由材料内部晶格中的原子决定。粒子进一步细化，是粒子内部发生错位和滑移，纳米材料的性能多由晶界、界面和位错等表面缺陷所控制，从而产生材料表面异常活性。总之，采用纳米材料能够使原本不是十分活泼的材料变得更容易参加各种反应，更有活性，使得原本不易发生的反应能够在常温下或者说较为容易人为实现的环境中进行。如果将纳米科学应用到气体传感器这门技术中，我们可以发现，可以大幅提高原本传感器的灵敏性。原本不能发生的反应，不能检测出来的物质，能够较为轻松的检测出来。由此可见，纳米技术能够进一步节约成本的同时，无需苛刻的条件，同时提高了精度。二氧化锡气体传感器二氧化锡的机理气体传感器依靠气体分子（原子）在半导体表面的物理、化学吸附来感测气体。二氧化锡属于N型半导体，含有氧空位或锡间隙离子，使得气敏效应明显。当气体分子接触到半导体表面时，若气体分子（原子)的电子亲和力大于半导体的功函数时，为了使二者的费米能级相同，吸附的气体分子（原子）会从半导体表面俘获电子，直至平衡为止。由于电子会聚集在吸附的气体表面，累积空间电荷，使半导体表面形成电子耗尽区，使得半导体电阻上升。若气体分子的电子亲和力小于半导体的功函数时，电子将由吸附的气体分子处漂移到其表面。半导体表面将聚集多余的电子，造成半导体表面的导电性增加，其费米能级在接触还原性气体时会上升，造成变半导体电阻下降。对于像二氧化锡之类N型半导体来说，O2,、NO2等气体都是属于耗尽型吸附，即会使得的半导体的电阻上升。而像CO、SO2之类的气体，它们的电子亲和力小于而二氧化锡，属于吸附型吸附，使得半导体的电阻下降。通过一定的电路控制，我们测量二氧化锡两端半导体的电阻值的变化，我们就能够很容易的判断出空气中的气体造成哪一种吸附状态，到底是属于哪一种气体，从而能够实现气体检测。纳米技术对二氧化锡气体传感器的影响以二氧化硅为气敏材料构成的气体传感器是典型的表面控制传感器，器件中的敏感体表面在气体环境中吸收固定气体，改变载流子的运动状态，改变势垒状态，发生电阻值变化，达到检测气体的目的。器件的表面活性越高，这种微反应就越激烈，器件的灵敏度、选择性也就越好，这与纳米技术具有高活性的表面效应是相对应的。采用纳米结构，表面的二氧化锡的表面积将会更大，表面活性也进一步增高，对周围的环境非常敏感，获得最好的测量结果。纳米技术在二氧化锡传感器中的问题纳米材料的性质固然是十分优秀，但是在应用当中也同样遇到了问题。在应用过程中发现，氧化物的纳米颗粒容易发生团聚，严重影响了传感器