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氧化钨纳米线-单壁碳纳米管复合型气敏元件的室温NO_2敏感性能与机理
  • ISSN号:1000-3290
  • 期刊名称:《物理学报》
  • 时间:0
  • 分类:TB383[一般工业技术—材料科学与工程]
  • 作者机构:[1]天津大学电子信息工程学院,天津300072
  • 相关基金:国家自然科学基金(批准号:60801018)、天津市自然科学基金(批准号:09JCYBJC01100)和教育部博士点新教师基金(批准号:200800561109)资助的课题.
中文摘要:

利用溶剂热法合成了一维的氧化钨纳米线,通过掺入适量单壁碳纳米管(SWNT)制备了基于氧化钨纳米线-SWNT复合结构的室温气敏元件并评价了其对NO_2气体的室温敏感性能.利用X射线与扫描电子显微镜表征了材料的微结构,结果表明,合成的氧化钨纳米线具有单斜的W_(18)O_(49)结构,复合材料中SWNT被包埋在氧化钨纳米线中间.气敏性能测试结果表明,氧化钨纳米线-SWNT复合结构气敏元件在室温下对NO_2气体表现出了高的灵敏度和超快的响应特性;较低的SWNT掺入量对获得好的气敏性能有利.分析了基于复合结构材料气敏元件的可能的气敏机理,认为元件良好的室温敏感性能与SWNT掺入在复合结构材料中引入大量的贯穿气孔和p-n异质结有关.

英文摘要:

One-dimensional tungsten oxide nanowires are synthesized by the solvothermal method. The sensors based on tungsten oxide nanowires/single-wall carbon nanotubes (SWNTs) composites are fabricated by introducing SWNT, and their NO2 sensing properties are evaluated at room temperature. X-ray diffraction and field emission scanning electron microscope characterizations indicate that the as-synthesized nanowires are monoclinic WlsO49, and SWNTs are embedded within the nanowire matrix in the prepared tungsten oxide nanowires/SWNT composites. The tungsten oxide nanowires/SWNT composites-based sensors show high sensitivity, good selectivity and super fast response to NO2 gas at room temperature. The NO2 sensing properties of the sensors increase with the decrease of SWNT content. The sensing mechanism of the composites-based sensor is discussed and it is thought that the introduction of SWNT induces the formation of a large number of p-n hetero junctions and cross-linked diffusion channels in the structure of the composites, which are responsible for the good NO2 sensing properties at room temperature.

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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