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纳米晶钙钛矿型La（Pb）Fe（Co，Ni）O3的制备及气敏特性研究

2020-11-23阅读(664)

纳米晶钙钛矿型La（Pb）Fe（Co，Ni）O3的制备及气敏特性研究

论文摘要

由于钙钛矿型稀土金属氧化物ABO3不仅具有催化性能，巨磁电阻效应，而且还具有良好的气敏性能，因而它引起了材料工作者的极大兴趣。它的功能性质不仅可以通过改变A、B位的元素来控制，还可以通过对A、B位元素的掺杂来实现。研究证明，钙钛矿型稀土金属氧化物为基体的气敏元件具有较高的气敏性、选择性以及良好的稳定性，适合对多种气体的检测。因此，现在基于该类材料的气敏传感器研究十分活跃，成为现代功能材料研究领域的热点。其中以LaFeO3最为典型而备受重视。 但是LaFeO3的电阻较高，不利于实际应用，并且其响应恢复时间较长，人们一般用二价碱土金属离子如Ca2+、Sr2+、Ba2+等对其进行掺杂以提高LaFeO3的导电能力和气敏性能。本论文主要采用溶胶—凝胶法制备了La（Pb）Fe（Co，Ni）O3系列纳米粉体，详细研究了对LaFeO3的A位和B位进行掺杂后所得材料的结构、电导特性和气敏性能。所得结果摘要如下： 1．La1-xPbxFeO3（x≤0.3）材料的结构、导电特性以及气敏性能研究 （1）XRD衍射图谱表明对LaFeO3的A位进行Pb掺杂并未改变LaFeO3的结构，仍然保持了稳定，单一的正交晶系钙钛矿结构；随着Pb掺杂量的增加，样品XRD图谱中的衍射峰逐渐变宽，这表明在高温烧结形成稳定晶相时，样品颗粒的粒径逐渐减小了，Pb的掺入能够抑止高温烧结过程中晶粒的生长：由于pb2+离子半径大于La3+离子半径，所以当LaFeO3中A位的La3+部分被pb2+替代后，样品的晶胞参数和晶胞体积均应随替代量的增加而增大，而同时样品中出现了大量的氧空位，为继续保持稳定的钙钛矿结构，其晶胞会出现一定的收缩，从而导致Pb替代量X=0.2时，样品的晶胞参数和品胞体积达到最大值。 （2）La1-xPbxFeO3（x<0.3）材料均为p型半导体，它们的主要载流子为空穴h，在升温过程中，吸附氧捕获了材料中的电子，从而导致材料中的空穴h不断增加，因此各样品的电导均随工作温度的增加而增大；Pb的掺入

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 符号表
  • 第一章 绪论
  • 1.1 概述
  • 1.2 半导体气敏材料发展概况
  • 1.3 氧化物半导体的气敏机理
  • 3气敏材料研究概况'>1.4 钙钛矿型氧化物ABO3气敏材料研究概况
  • 1.4.1 结构性质
  • 1.4.2 气敏特性
  • 1.5 研究课题的选取
  • 参考文献
  • 第二章 样品的制备及测试
  • 2.1 纳米粉体的制备及气敏元件测试
  • 2.1.1 溶胶—凝胶法制备纳米粉体
  • 2.1.2 气敏元件的制备及测试
  • 2.1.3 气敏元件的特性参数
  • 2.2 薄膜样品的制备
  • 2.2.1 射频磁控溅射系统
  • 2.2.2 溅射基本原理
  • 2.2.3 靶的制备
  • 2.2.4 衬底的选择与处理
  • 2.2.5 薄膜的制备
  • 2.3 测试方法介绍
  • 参考文献
  • 第三章 A位Pb掺杂粉体材料的特性研究
  • 1-xPbxFeO3材料的结构分析'>3.1 La1-xPbxFeO3材料的结构分析
  • 1-xPbxFeO3材料的电导-温度特性'>3.2 La1-xPbxFeO3材料的电导-温度特性
  • 1-xPbxFeO3材料的乙醇气敏性能研究'>3.3 La1-xPbxFeO3材料的乙醇气敏性能研究
  • 0.8Pb0.2FeO3气敏元件对氢气的气敏性能研究'>3.4 La0.8Pb0.2FeO3气敏元件对氢气的气敏性能研究
  • 3.5 小结
  • 参考文献
  • 第四章 B位过渡金属掺杂粉体的特性研究
  • 0.8Pb0.2Fe1-xCoxO3材料的结构及性能研究'>4.1 La0.8Pb0.2Fe1-xCoxO3材料的结构及性能研究
  • 0.8Pb0.2Fe1-xCoxO3材料的结构分析'>4.1.1 La0.8Pb0.2Fe1-xCoxO3材料的结构分析
  • 0.8Pb0.2Fe1-xCoxO3材料的电导特性'>4.1.2 La0.8Pb0.2Fe1-xCoxO3材料的电导特性
  • 0.8Pb0.2Fe1-xCoxO3对CO气敏特性研究'>4.1.3 La0.8Pb0.2Fe1-xCoxO3对CO气敏特性研究
  • 0.8Pb0.2Fe0.8Co0.2O3／SnO2气敏材料研究'>4.1.4 La0.8Pb0.2Fe0.8Co0.2O3／SnO2气敏材料研究
  • 0.8Pb0.2Fe1-xNixO3材料的结构及性能研究'>4.2 La0.8Pb0.2Fe1-xNixO3材料的结构及性能研究
  • 0.8Pb0.2Fe1-xNixO3材料的结构分析'>4.2.1 La0.8Pb0.2Fe1-xNixO3材料的结构分析
  • 0.8Pb0.2Fe1-xNixO3材料的电导特性'>4.2.2 La0.8Pb0.2Fe1-xNixO3材料的电导特性
  • 0.8Pb0.2Fe1-xNixO3材料对CO气敏特性研究'>4.2.3 La0.8Pb0.2Fe1-xNixO3材料对CO气敏特性研究
  • 4.3 B位离子对CO气敏性能的影响
  • 4.4 小结
  • 参考文献
  • 0.8Pb0.2Fe0.8Co0.2O3薄膜性能研究'>第五章 La0.8Pb0.2Fe0.8Co0.2O3薄膜性能研究
  • 0.8Pb0.2Fe0.8Co0.2O3薄膜的制备'>5.1 La0.8Pb0.2Fe0.8Co0.2O3薄膜的制备
  • 0.8Pb0.2Fe0.8Co0.2O3薄膜的结构分析'>5.2 La0.8Pb0.2Fe0.8Co0.2O3薄膜的结构分析
  • 0.8Pb0.2Fe0.8Co0.2O3薄膜的CO气敏特性'>5.3 La0.8Pb0.2Fe0.8Co0.2O3薄膜的CO气敏特性
  • 5.4 小结
  • 参考文献
  • 致谢
  • 博士期间发表论文情况
  • 学位论文评阅及答辩情况表

    • 相关论文文献

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