研究目的
为了提高采用聚合物前驱体法制备的SmFeO3薄膜阻抗型C2H2传感器的传感性能,重点研究乙酰丙酮添加量的影响。
研究成果
添加乙酰丙酮制备的SmFeO3薄膜表现出更高的结晶度,对低浓度C2H2检测具有更优的传感性能,其中AcAc8前驱体取得了最佳效果。该研究表明,采用优化的聚合物前驱体方法有潜力开发出高灵敏度气体传感器。
研究不足
该研究尚未完全阐明传感机制,尤其是电子相互作用,定量分析仍在进行中。潜在的优化方案包括采用更多理论方法和明确作用机制。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用聚合物前驱体法合成不同乙酰丙酮(AcAc)配位剂含量的SmFeO3薄膜,通过旋涂和烧结工艺制备均匀薄膜。
2:样品选择与数据来源:
前驱体溶液由Sm(NO3)3·6H2O和Fe(NO3)3·9H2O溶于乙二醇配制,AcAc按不同摩尔比(0、2、4、8倍)添加。薄膜涂覆于氧化铝基底并溅射金电极。
3:8倍)添加。薄膜涂覆于氧化铝基底并溅射金电极。 实验设备与材料清单:
3. 实验设备与材料清单:设备包括FT-IR(岛津IRPrestige-21)、紫外可见分光光度计(日立U-3900)、热重-差热分析仪(理学TG-8120)、X射线衍射仪(JEOL JDX3500K)、扫描电镜(JEOL JSM-6701)、X射线光电子能谱仪(岛津Kratos Axis-Nova)及LCR测试仪(日置3532-50)。材料包含金属硝酸盐、乙二醇、乙酰丙酮、聚乙烯吡咯烷酮、氧化铝基底、金电极、银浆及气体(乙炔、氮气、氧气、空气)。
4:1)、紫外可见分光光度计(日立U-3900)、热重-差热分析仪(理学TG-8120)、X射线衍射仪(JEOL JDX3500K)、扫描电镜(JEOL JSM-6701)、X射线光电子能谱仪(岛津Kratos Axis-Nova)及LCR测试仪(日置3532-50)。材料包含金属硝酸盐、乙二醇、乙酰丙酮、聚乙烯吡咯烷酮、氧化铝基底、金电极、银浆及气体(乙炔、氮气、氧气、空气)。 实验流程与操作步骤:
4. 实验流程与操作步骤:前驱体溶液以4000 rpm旋涂于基底,750°C烧结2小时并重复三次。表征手段涵盖热分析、光谱分析、显微分析及光谱技术。传感性能在0.5V偏压、50Hz-5MHz频率范围、300-500°C温度区间及100 cm3/min气体流速下通过交流阻抗法测定。
5:5V偏压、50Hz-5MHz频率范围、300-500°C温度区间及100 cm3/min气体流速下通过交流阻抗法测定。 数据分析方法:
5. 数据分析方法:采用阻抗图谱(奈奎斯特图与伯德图)、响应瞬态曲线及XPS谱图分析数据。传感器响应定义为SR = (Rgas - Rair)/Rair × 100%。
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