本文主要研究内容
作者梁阔燚（2019）在《CoTiO3/TiO2有序纳米晶薄膜的制备及其敏感性研究》一文中研究指出：钛酸钴（CoTiO3）是一种二元金属氧化物,对乙醇、丙烯、水蒸气等气体表现出优良的敏感特性,具体表现在:响应快、抗干扰、长期稳定性好等特征。但作为p型半导体敏感材料,受自身能带结构和载流子传导机制的影响,其灵敏度普遍低于n型半导体。为了改善CoTiO3的湿敏特性,本课题选取n型半导体TiO2与之复合,构建一种表面晶粒排列高度有序的CoTiO3/TiO2异质敏感薄膜。基于薄膜表面均匀分布的p-n异质结和取向生长的纳米晶阵列结构,改变半导体能带结构、提高载流子传输效率,从而显著提升其湿敏特性。课题采用射频磁控溅射结合掠射角沉积技术分别制备出CoTiO3和CoTiO3/TiO2有序纳米晶薄膜,借助X-射线衍射（XRD）,原子力学显微镜（AFM）,透射电子显微镜（TEM）和X射线光电子能谱仪（XPS）等表征薄膜的物相组成、形貌、取向生长特征、缺陷分布和化学价态。考察不同微观结构薄膜对湿度环境的灵敏度、响应/回复时间、检测范围、长期循环稳定性等。剖析薄膜结构与性能的内在关系,总结异质结型有序纳米晶薄膜的湿敏机理。主要研究内容及结果如下:（1）射频溅射法制备CoTiO3有序纳米晶薄膜,考察不同沉积时间、功率、气压以及掠射角度对CoTiO3薄膜结构、性能的影响,实验结果表明沉积时间60 min、溅射功率300 W、沉积气压0.5 Pa、掠射角度23°条件所制备的CoTiO3薄膜具备最优良的湿度敏感特性,其表面呈现丘陵状晶粒形貌,对95%RH湿度环境的灵敏度最大可达4.17,响应和回复时间分别是28 s和48 s。（2）在最佳敏感特性的CoTiO3薄膜上再溅射TiO2,制备出CoTiO3/TiO2有序纳米晶薄膜。该复合薄膜表面是由大量沿着（104）晶面取向生长的纳米晶柱状体构成,这些纳米晶柱状体的结构高度有序,晶体尺寸约为122 nm×35 nm,这种独特的形貌为薄膜提供了较大的比表面积、较多的活性吸附位点,使得复合薄膜的灵敏度提升了2个数量级,达到157.23,同时响应/回复时间缩短至10 s和14 s。CoTiO3/TiO2有序纳米晶薄膜中TiO2的最佳沉积工艺是:沉积时间10 min、溅射功率400 W、沉积气压0.5 Pa、掠射角度23°。（3）尝试通过调节CoTiO3/TiO2有序纳米晶薄膜表面的Ti离子浓度,进一步改善它的敏感特性。发现热处理温度600℃,时间2 h,Ar-H2混合气氛所制备CoTiO3/TiO2有序纳米晶薄膜的敏感特性较为理想,其灵敏度为111.54,响应/回复时间显著缩短到2 s和5 s,表现出更快速的响应/回复特性。分析薄膜性能变化的原因是:Ar-H2混合气体还原出了更多的Ti3+,导致薄膜的表面电阻值下降,灵敏度略微降低;而Ti3+的数量增多,意味着氧空位缺陷的数量也在增多,因此水分子的活性吸附位点增多,薄膜对水的吸附能力增强,表现出更快的响应/回复速率。（4）CoTiO3/TiO2有序纳米晶薄膜对湿度环境的敏感机理包含以下几个方面:（1）沿c轴取向生长的纳米晶柱状体为薄膜提供了较大的比表面积和较多的活性吸附位点;（2）TiO2增强了薄膜表面的亲水特性;（3）p-n异质结缩短了电子流动路径,提升了载流子的传输速率;（4）有序纳米晶的表面形貌提高了薄膜的表面粗糙度、增强了毛细凝聚现象和Grotthuss链反应。
Abstract
tai suan gu （CoTiO3）shi yi chong er yuan jin shu yang hua wu ,dui yi chun 、bing xi 、shui zheng qi deng qi ti biao xian chu you liang de min gan te xing ,ju ti biao xian zai :xiang ying kuai 、kang gan rao 、chang ji wen ding xing hao deng te zheng 。dan zuo wei pxing ban dao ti min gan cai liao ,shou zi shen neng dai jie gou he zai liu zi chuan dao ji zhi de ying xiang ,ji ling min du pu bian di yu nxing ban dao ti 。wei le gai shan CoTiO3de shi min te xing ,ben ke ti shua qu nxing ban dao ti TiO2yu zhi fu ge ,gou jian yi chong biao mian jing li pai lie gao du you xu de CoTiO3/TiO2yi zhi min gan bao mo 。ji yu bao mo biao mian jun yun fen bu de p-nyi zhi jie he qu xiang sheng chang de na mi jing zhen lie jie gou ,gai bian ban dao ti neng dai jie gou 、di gao zai liu zi chuan shu xiao lv ,cong er xian zhe di sheng ji shi min te xing 。ke ti cai yong she pin ci kong jian she jie ge lve she jiao chen ji ji shu fen bie zhi bei chu CoTiO3he CoTiO3/TiO2you xu na mi jing bao mo ,jie zhu X-she xian yan she （XRD）,yuan zi li xue xian wei jing （AFM）,tou she dian zi xian wei jing （TEM）he Xshe xian guang dian zi neng pu yi （XPS）deng biao zheng bao mo de wu xiang zu cheng 、xing mao 、qu xiang sheng chang te zheng 、que xian fen bu he hua xue jia tai 。kao cha bu tong wei guan jie gou bao mo dui shi du huan jing de ling min du 、xiang ying /hui fu shi jian 、jian ce fan wei 、chang ji xun huan wen ding xing deng 。pou xi bao mo jie gou yu xing neng de nei zai guan ji ,zong jie yi zhi jie xing you xu na mi jing bao mo de shi min ji li 。zhu yao yan jiu nei rong ji jie guo ru xia :（1）she pin jian she fa zhi bei CoTiO3you xu na mi jing bao mo ,kao cha bu tong chen ji shi jian 、gong lv 、qi ya yi ji lve she jiao du dui CoTiO3bao mo jie gou 、xing neng de ying xiang ,shi yan jie guo biao ming chen ji shi jian 60 min、jian she gong lv 300 W、chen ji qi ya 0.5 Pa、lve she jiao du 23°tiao jian suo zhi bei de CoTiO3bao mo ju bei zui you liang de shi du min gan te xing ,ji biao mian cheng xian qiu ling zhuang jing li xing mao ,dui 95%RHshi du huan jing de ling min du zui da ke da 4.17,xiang ying he hui fu shi jian fen bie shi 28 she 48 s。（2）zai zui jia min gan te xing de CoTiO3bao mo shang zai jian she TiO2,zhi bei chu CoTiO3/TiO2you xu na mi jing bao mo 。gai fu ge bao mo biao mian shi you da liang yan zhao （104）jing mian qu xiang sheng chang de na mi jing zhu zhuang ti gou cheng ,zhe xie na mi jing zhu zhuang ti de jie gou gao du you xu ,jing ti che cun yao wei 122 nm×35 nm,zhe chong du te de xing mao wei bao mo di gong le jiao da de bi biao mian ji 、jiao duo de huo xing xi fu wei dian ,shi de fu ge bao mo de ling min du di sheng le 2ge shu liang ji ,da dao 157.23,tong shi xiang ying /hui fu shi jian su duan zhi 10 she 14 s。CoTiO3/TiO2you xu na mi jing bao mo zhong TiO2de zui jia chen ji gong yi shi :chen ji shi jian 10 min、jian she gong lv 400 W、chen ji qi ya 0.5 Pa、lve she jiao du 23°。（3）chang shi tong guo diao jie CoTiO3/TiO2you xu na mi jing bao mo biao mian de Tili zi nong du ,jin yi bu gai shan ta de min gan te xing 。fa xian re chu li wen du 600℃,shi jian 2 h,Ar-H2hun ge qi fen suo zhi bei CoTiO3/TiO2you xu na mi jing bao mo de min gan te xing jiao wei li xiang ,ji ling min du wei 111.54,xiang ying /hui fu shi jian xian zhe su duan dao 2 she 5 s,biao xian chu geng kuai su de xiang ying /hui fu te xing 。fen xi bao mo xing neng bian hua de yuan yin shi :Ar-H2hun ge qi ti hai yuan chu le geng duo de Ti3+,dao zhi bao mo de biao mian dian zu zhi xia jiang ,ling min du lve wei jiang di ;er Ti3+de shu liang zeng duo ,yi wei zhao yang kong wei que xian de shu liang ye zai zeng duo ,yin ci shui fen zi de huo xing xi fu wei dian zeng duo ,bao mo dui shui de xi fu neng li zeng jiang ,biao xian chu geng kuai de xiang ying /hui fu su lv 。（4）CoTiO3/TiO2you xu na mi jing bao mo dui shi du huan jing de min gan ji li bao han yi xia ji ge fang mian :（1）yan czhou qu xiang sheng chang de na mi jing zhu zhuang ti wei bao mo di gong le jiao da de bi biao mian ji he jiao duo de huo xing xi fu wei dian ;（2）TiO2zeng jiang le bao mo biao mian de qin shui te xing ;（3）p-nyi zhi jie su duan le dian zi liu dong lu jing ,di sheng le zai liu zi de chuan shu su lv ;（4）you xu na mi jing de biao mian xing mao di gao le bao mo de biao mian cu cao du 、zeng jiang le mao xi ning ju xian xiang he Grotthusslian fan ying 。
论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自陕西科技大学的梁阔燚，发表于刊物陕西科技大学2019-07-15论文，是一篇关于薄膜论文,有序纳米晶薄膜论文,磁控溅射论文,湿敏特性论文,陕西科技大学2019-07-15论文的文章。本文可供学术参考使用，各位学者可以免费参考阅读下载，文章观点不代表本站观点，资料来自陕西科技大学2019-07-15论文网站，若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权，请联系我们删除。
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