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银纳米颗粒/多孔硅复合材料的制备与气敏性能研究
  • ISSN号:1000-3290
  • 期刊名称:《物理学报》
  • 时间:0
  • 分类:O614.122[理学—无机化学;理学—化学]
  • 作者机构:[1]天津师范大学物理与材料科学学院,天津300387, [2]河北工业大学海洋科学与工程学院,天津300401
  • 相关基金:国家自然科学基金(批准号:11104203)和天津师范大学博士基金(批准号:52XB1416)资助的课题.
中文摘要:

采用双槽电化学腐蚀法以电阻率为10—15?·cm的p型?100?晶向的单晶硅片制备了孔径约为1.5μm,孔深约为15—20μm的p型多孔硅,并以此多孔硅作为基底采用无电沉积法通过调控沉积时间在其表面沉积了不同厚度的银纳米颗粒薄膜.采用扫描电子显微镜和X射线衍射仪表征了银纳米颗粒/多孔硅复合材料的形貌和微观结构,结果表明银纳米颗粒较均匀的分布于多孔硅的表面上且沉积时间对产物的形貌有重要影响.采用静态配气法在室温下研究了银纳米颗粒/多孔硅复合材料对NH3的气敏性能.气敏测试结果表明沉积时间对产物的气敏性能影响较大.当沉积时间较短时,适量银纳米颗粒掺杂的多孔硅复合材料由于其较高的比表面积以及特殊的形貌和结构,对NH3气体表现出较高的灵敏度、优良的响应/恢复性能.室温下,其对50 ppm的NH3气体的气敏灵敏度可以达到5.8左右。

英文摘要:

The p-type porous silicon layer with the aperture about 1.5 microns and hole depth about 15–20 microns is prepared by electrochemical etching of a p-type monocrystalline silicon wafer with a resistivity 10–15 ?·cm and along [100] orientation in a double-tank cell which consists of the electrolyte (volume ratio HF: DMF=1 : 2). Silver nanoparticles film with different thickness has been deposited on porous silicon by the electroless deposition for different deposition times. Morphology and microstructure of the silver nanoparticles/porous silicon composite are studied by scanning electron microscope and X ray diffracmeter. Result indicates that the silver nanoparticles are uniformly distributed on the surface of porous silicon and the deposition time has an important influence on the morphology of the composite. The gas-sensing properties of the silver nanoparticles/porous silicon composite to NH3 are tested at room temperature by the static volumetric method. Results show that the deposition time has a significant impact on the gas-sensing properties of the silver nanoparticles/porous silicon. In a short deposition time, the composite with an appropriate amount of silver nanoparticles doped on the porous silicon shows good gas-sensing properties to NH3 with high sensitivity, fast response-recovery characteristic due to the high specific surface area and special microstructure. At room temperature, the gas sensor has a sensitivity of about 5.8 to 50 ppm NH3.

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期刊信息
  • 《物理学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国物理学会 中国科学院物理研究所
  • 主编:欧阳钟灿
  • 地址:北京603信箱(中国科学院物理研究所)
  • 邮编:100190
  • 邮箱:apsoffice@iphy.ac.cn
  • 电话:010-82649026
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-3290
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1958/O4
  • 邮发代号:2-425
  • 获奖情况:
  • 1999年首届国家期刊奖,2000年中科院优秀期刊特等奖,2001年科技期刊最高方阵队双高期刊居中国期刊第12位
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:49876