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纳米碳化硅/硅纳米孔柱阵列湿敏性能研究
  • ISSN号:1004-1699
  • 期刊名称:《传感技术学报》
  • 时间:0
  • 分类:TP212[自动化与计算机技术—控制科学与工程;自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
  • 作者机构:[1]郑州大学物理工程学院,材料物理实验室,郑州450052, [2]郑州轻工业学院技术物理系,郑州450002
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(11074224);河南省重大科技攻关项目(082101510007)
中文摘要:

以硅纳米孔阵列(S i-NPA)为衬底,采用化学气相沉积法分别制备了S iC纳米颗粒/S i-NPA(nc-S iC/S i-NPA)和S iC纳米线/S i-NPA(nw-S iC/S i-NPA)复合体系,并对其表面成分和形貌、室温湿敏性能进行了表征。实验结果表明,nc-S iC/S i-NPA和nw-S iC/S i-NPA均对水蒸气表现出灵敏的电容响应。当环境相对湿度从11%增加到95%,在100 Hz的测试频率下nc-S iC/S i-NPA的电容增加了750%,而nw-S iC/S i-NPA的电容增加了1050%。通过升湿和降湿动态过程,测得nc-S iC/S i-NPA的响应和恢复时间均为10 s,nw-S iC/S i-NPA的响应和恢复时间分别为100 s和150 s。分析表明,nc-S iC/S i-NPA、nw-S iC/S i-NPA对湿度的高度敏感性主要源于nc-S iC、nw-S iC所引起感应面积的巨大增加,而其较短的响应和恢复时间则归因于阵列结构为水蒸气提供了有效的传输通道。

英文摘要:

Utilizing silicon nanoporous pillar array(Si-NPA)as substrates,two nanocomposite systems,SiC nanoparticle/Si-NPA(nc-SiC/Si-NPA)and SiC nanowire/Si-NPA(nw-SiC/Si-NPA)were prepared by a chemical vapor deposition method.The surface morphologies,chemical compositions and room-temperature humidity-sensing properties of the two systems were characterized.It was disclosed that the capacitance response of both nc-SiC/Si-NPA and nw-SiC/Si-NPA were highly sensitive to vapor.With the relative humidity(RH)changing from 11% to 95% and at a testing frequency of 100 Hz,a capacitance increment of 750% for nc-SiC/Si-NPA and 1050% for nw-SiC/Si-NPA was achieved,and the corresponding response/recovery times were determined to be 100/150 s and 10/10 s,respectively.The high humidity-sensitivity of the two systems was attributed to the enlargement of the sensing areas caused by the presentation of large quantities of nc-SiC and nw-SiC,while the short response/recovery times were due to the formation of effective vapor transportation paths provided by the array structure of Si-NPA.

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期刊信息
  • 《传感技术学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:国家教育部
  • 主办单位:东南大学 中国微米纳米技术学会
  • 主编:黄庆安
  • 地址:南京市四牌楼2号
  • 邮编:210096
  • 邮箱:dzcg-bjb@163.com
  • 电话:025-83794925
  • 国际标准刊号:ISSN:1004-1699
  • 国内统一刊号:ISSN:32-1322/TN
  • 邮发代号:28-366
  • 获奖情况:
  • 2011-2012年获中国科技论文在线优秀期刊一等奖,2012年获第四届中国高校优秀科技期刊奖,2011年获中国精品科技期刊
  • 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,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)
  • 被引量:18030