二维SnSe纳米片的制备及其湿敏特性研究

来源 :湘潭大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:fw1989
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
湿敏传感器在工业过程控制、农业环境监测、医疗治疗、环境保护、核能领域以及日常生活等各个方面发挥着越来越重要的作用。为了满足高灵敏度、短响应/恢复时间、良好重复性和长期稳定性等日益增长的技术要求,人们致力于开发新型湿敏材料。近些年来,二维半导体材料因具有大的比表面积表现出高灵敏度、良好稳定性等优异的湿敏特性,被视为下一代湿敏传感器的有力候选材料,但仍然存在着响应/恢复时间较长等问题,对其进一步应用造成了一定的阻碍。基于此,本文综合利用纳米技术和材料复合手段,首先采用单片大尺寸的SnSe纳米片作为感湿材料,然后选用亲水性好的LiCl材料对其复合形成复合湿敏材料以加快对水分子的吸附和脱附,进而构建LiCl:SnSe纳米片湿敏传感器。论文具体研究内容和结果如下:(1)SnSe纳米片的制备研究。采用物理气相沉积法(PVD)的“face-down”工艺在云母片上制备了SnSe纳米片,研究了沉积温度、沉积时间、氩气流速及压强等工艺参数对SnSe纳米片形貌的影响,通过工艺优化制备出了横向尺寸在几微米至上百微米、厚度十多纳米至上百纳米的SnSe纳米片。同时,基于部分上述优化工艺参数,利用“face-up”工艺制备出了横向尺寸几微米的少层(几纳米厚)SnSe纳米片。(2)SnSe纳米片电阻型湿敏传感器的制备及LiCl复合改性研究。首先,制备了基于单片SnSe纳米片电阻型湿敏传感器,并对其湿敏特性进行了测试分析。结果表明,SnSe纳米片传感器表现出湿敏特性,其电流值随着相对湿度的增加而增大,并且具有较宽的探测范围(N295%RH)、较好的灵敏度、重复性和长期稳定性,其最大灵敏度、响应时间和恢复时间分别为1.4×104%、22 s和7 s。然后,通过浸渍法将LiCl复合到SnSe纳米片表面得到复合湿敏材料,进而构建LiCl:SnSe纳米片湿敏传感器。结果表明,LiCl复合对SnSe纳米片的湿敏特性起到明显的提升作用,相对湿度11%、34%、43%、51%、64%、76%、85%、95%下的电流值提高到复合前的111%、170%、110%、124%、288%、279%、283%、318%倍,最大灵敏度(3.21×105%)提高到复合前的23倍,响应时间(12 s)和恢复时间(4 s)分别缩短了45.5%和42.9%。(3)SnSe纳米片湿敏特性的微观机制理论计算研究。利用第一性原理计算的方法,首先根据能量最低原则,确定水分子在单层SnSe表面吸附的最稳定位置,然后分别对本征模型和最稳定位置水分子吸附体系进行计算,最后,根据电荷转移和键合情况对水分子吸附SnSe的微观机制进行分析。结果表明,C(on top of quadrilateral center)是最稳定的吸附位点,水分子吸附后,单层SnSe转移0.03e电荷到水分子,水分子扮演着受主角色,相当于p型掺杂,吸附方式为形成离子键的化学吸附。
其他文献
随着新课程改革的推进,结合新课程改革提出的要求,中学物理教学要以培养学生的物理学科核心素养为核心。课堂是构建学科知识和发展能力的主要场所,学生是学习的主体,学生对课堂环境的感知能够影响学生学习的兴趣。本研究基于国内外课堂环境的研究现状,采用以问卷调查为主,文献分析和学生访谈为辅的研究方法对高中物理课堂环境进行实证。通过文献分析,了解国内外研究者对课堂环境的概念界定、理论基础,结合一线教学经验,采用
高速列车司机应急作业的可靠性对维护列车正点安全运行具有重要作用,但在实际列车运行中无法开展针对司机应急作业特性的工效学实验,因此有必要构建高速列车应急作业流程工效
<正>1资源价值重庆作为抗日战争的战时首都,既是大后方政治、经济、文化中心,同时也是国际反法西斯的远东指挥中心,战时中国政府的外交活动中心和中国民间对外交往的中心,是
通过传统的钻井水力学模型计算出的井底压力虽然能够反映出井下压力的变化趋势,但不能准确地反映实际测量值的大小。该文基于原有的钻井水力学模型.以及现场实际测得的井底压力
针对石油化工现场的恶劣环境,柴油在线分析仪的设计目的是完成对油品的实时分析。基于液体冷却后的腾空现象完成对油样相关参数的检测,并对系统的组成及主要功能进行了阐述。
在经济全球化和信息技术全面普及的背景下,"全球运营"正在成为企业生产、运营和管理的主要模式。文中以上海对外贸易学院开展"全球运营中心"为主题的实践教学项目开发为例,对商科
随着互联网的迅速发展,共享经济新经济载体的诞生改变了许多传统行业的发展模式,在交通出行领域,共享出行作为一种高效有力的出行方式,越来越被消费者所接受。近年来,相关各地政策对新能源汽车的大力支持,加之共享出行需求的市场潜力巨大,以分时租赁为特征的共享电动汽车应运而生并得到快速成长。如何科学的布局站点来高效利用电动汽车资源,最大程度提高经营者收益与降低居民出行成本,促进城市公共交通的智能化,网络化,信
随着人们对环境污染问题认识不断加强和化石类能源的日益缺乏,天然高聚物因其具备的可再生、可降解性、安全无毒等良好特性越来越受到关注。木质素是自然界中唯一可再生的芳