铜掺杂氧化锡的制备及其气敏性能研究

胡　骏， 葛美英， 尹桂林,， 杨　帆， 何丹农,

(1.纳米技术及应用国家工程研究中心，上海 200241; 2.上海交通大学 材料科学与工程学院，上海 200240)



铜掺杂氧化锡的制备及其气敏性能研究

胡骏1， 葛美英1， 尹桂林1,2， 杨帆2， 何丹农1,2

(1.纳米技术及应用国家工程研究中心，上海 200241; 2.上海交通大学 材料科学与工程学院，上海 200240)

摘要：利用PVP为表面活性剂，将氯化亚锡和氯化铜溶解在草酸水溶液中，通过简单温和的一步水热法，制备了铜掺杂的氧化锡，采用XRD、SEM、TEM 等测试手段对材料的结构和形貌进行了表征，并使用气敏测试设备WS-30A系统研究了氯化铜的掺杂比例在0～20%时对材料气敏性能的影响.结果表明，适宜比例的铜掺杂二氧化锡气敏传感器对硫化氢气体具有很好的气敏响应性能，掺杂比例为10%时可以显著改善气敏元件响应时间、恢复时间、选择性和稳定性，且最佳响应温度大幅度降低，最低在180 ℃.最后，讨论了铜掺杂对氧化锡气敏性能增强的机理.

关键词：水热法；铜掺杂SnO2；硫化氢；气敏性能

0引言

随着纳米技术的日新月异，与半导体气敏材料紧密相关的研究已经成为热门课题，而随后的商品化驱使半导体气敏元件飞速发展[1].常用半导体材料如：SnO2、ZnO2、WO3、In2O3、Fe2O3、ZnSnO3等陆续在气敏传感器上开发使用[2].其中，宽禁带半导体材料SnO2(3.6 eV)以其独特的结构和性能在气敏传感器领域得到了广泛的应用，且世界上第一个SnO2半导体气敏传感器可以追溯到40多年前.但是，SnO2基气体传感器容易表现出热稳定性差和选择性差等缺点……