SO-%272---%2c4-掺杂对Cd-%2c2-Sb-%2c2-O-%2c6.8-气敏性能增效性研究.pdfVIP

—— 1塑塑鉴：查竺：!竺 !!i 删≥口争 S042。掺杂对cdzSb206e气敏性能的增效性研究+ 刘亚飞刘各芹沈瑜生 中国事}学技术人学材料科学0工程系，23()()26，合把) 摘要采用浸泡法向化学共沉淀法得到的c出曲％≯t相超微粉中．_务入j’一系列的sO，：， 州究rs0．。在利剃中的位置及蚝怍用，测试』，掺杂圭f{的气敏性能。实验段观，掺杂 1∞1％的s07后，元件对乙炔气体的疟敏度和选择忙都有J’较人的提．苛，』i件的响也恢 复特陛和稳定陛巴较好。 关键词耍ii五强so，：掺杂气敏陡能乙炔己jR年彳孝4 ，- 引言 近年米金属复台氧化物Cd釉执、作为～种新E!陶瓷半导体气敏材树已引起了人们的关注。一。有人 发现掺j乙SO；’的存在，对n型半导体材料a—Fe皿，的气敏性能存较人舱改善“。为此戏们采}{j浸泡法， 向化学共沉淀法制得的cd勋n．。超微粉料中掺入了一Z量n?so，，研究r它对元件气敏眭能的影啊。 1实验 诙化学计量的cd ；再液，静置，过滤．洗涤，烘干，再经颇饶，900。C热处理．制得系，u超微粉。 粉料；Hx射线‘ii射(Ⅺ0)分沂鉴疋其物相胡成，采埘浸泡法制得系々0掺热超微粉料，产物耪或掺 朵粉加粘台利调浆、涂脱、烧结制得舟热式厚膜元m Zsft210h厅彳，嬲试其也’升；能和气敏性能。 2结果与讨论 2 l掺杂量对元件电导的影响 图1是儿种元件在空气中的电导温度曲线。山型1可址，掺@SO，：后，当温度高t--[004CS,t，元P{：的 高j二纯相，且高于弓{6(mo／)掺jj样品。 我们知道．厚膜敏感元件警多品绐掏，是由弦多品粒构成的集合体，各晶粒之间相互接触井耳 颈状结合，接触部位形成了一个对电子迁移起阻碍佧瑚的势垒层，其高度随氧的吸附和被删气体的接 触而变化，并引起元件阻值的变化。与完美的烧绿f潞构寿R比，Cd二Sb!q。中存作氧空何，可表示为： C邸bA。一Cd壹bAh+x／202 (1) 式中，x≥0，1∥·。式(L)失去氧的位置仍无离子Ji据，而以氧空位形式存色，可圳F式表示 O—V，， +2e’+0．jq (2) 式(2)中．冈氧离子呈负电性，故氧空位表现为J】二电性，此时金属原子贡献出的价电子在价带中不 再c’i有位置，而处丁-禁带中，并接近丁I导带的底端，亦即在导带底端的禁带中，形成了一个新的能级 u，、。当温度较焉时，处丁j比能级上的大部分电子将跃迁到导带．从而使材料}现出n型、}导体特|生： 。国家自然科学甚会资助项日 184 州砸飞蜗告片等S042-掺杂对cdzSb20681I敏盹能的增技忡研究 t3j Yi—Vn～2e 能进入烧绿Ii结构的品格内部。当浸泡羊¨振荡操作时，它有可能赶走材料微粒表面的部分吸附氧，通 过物理吸跗附着T．CCSb,，的微粒表面。而在干燥和涂制成元进行烧结时，Sq’有可能通过其中的． fl 一个氧，经化学吸附连接在某些微粒表面或烧结体晶界的氧空位上： V。，。。。SO2一一V。一s昕 (4) 由J：C部bn。材料表面的氧空位}止电性，而sq’中的氧击l其电负性高丁硫I面带部分负电荷8 故而该0“可通过化学吸附较牢吲地存在于材料微粒的表面，使体系趋丁稳定．同时吸附也有可能促 进式(2)f11迮行，使禁带中的Ux数量增加。当温度升高叫，，将有更多的电子跃入导带，引起电导的 迅速增加，如幽i中掺j乙卞￥^^的；品嫂处T-100～250。C的隋形，它¨均远高于同温度F的纯相电导。 孤