金属氧化物气体传感器在对居民生活和工业生产中有毒有害气体的检测发挥了重要作用。在气体传感器的研究中,焦点集中在发展新型气敏材料,以提高传感器各项性能。由于气敏机理的诸多方面不明确,因此对于气敏材料选择性差,灵敏度低等问题难以解决,使气敏材料在实用化方面受到极大限制。本项目突破传统氧化物气敏机理的普遍认识,基于氧化物的气敏反应过程提出了三种气敏敏感机制的研究,包括测试气体直接与气敏材料作用的敏感机制(非吸附氧敏感机制),测试气体与气敏材料表面吸附氧作用的敏感机制(吸附氧敏感机制),以及两种方式共同作用的气敏敏感机制。运用第一性原理计算,从原子构型及电子结构的角度验证并分析对应的各种气敏敏感机制,建立若干氧化物体系普遍适用的气敏反应模拟机制,为气敏材料研制中的气敏性能分析及结果预测提供科学判据,并为解决气敏材料研究中的关键问题提供新思路。
英文主题词Gas sensor;Oxygen vacancy;Oxygen adsorption;First principles;