研究目的
研究通过顶部沉积CuO纳米团簇增强WO3薄膜的氢气传感性能。
研究成果
在WO3薄膜中添加CuO纳米团簇可增强其对氢气的敏感性。其传感机制基于p型CuO与n型WO3之间形成纳米级p-n结。GAS技术无需后处理即可制备高纯度传感材料,具有显著优势。
研究不足
该研究未测试传感器的长期稳定性。与优化的氢传感器相比,其工作温度相对较高(300°C)。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用基于磁控管的气体聚集团簇源(GAS)在溅射沉积的WO3薄膜上沉积CuO纳米团簇,并评估这些薄膜对氢气的敏感性。
2:样品选择与数据来源:
样品制备于热生长SiO2的Si(111)衬底上,通过改变CuO团簇的量来研究其对传感性能的影响。
3:实验设备与材料清单:
设备包括磁控溅射系统、扫描电子显微镜(日立SU-70)、X射线衍射仪(X'Pert PRO,帕纳科)、X射线光电子能谱仪(SPECS Phoibos MDC 9能量分析仪)以及气体响应分析腔室。
4:0)、X射线衍射仪(X'Pert PRO,帕纳科)、X射线光电子能谱仪(SPECS Phoibos MDC 9能量分析仪)以及气体响应分析腔室。 实验步骤与操作流程:
4. 实验步骤与操作流程:WO3薄膜采用反应直流磁控溅射法沉积,CuO纳米团簇通过GAS沉积,随后对样品的形貌、成分及对氢气的传感响应进行表征。
5:数据分析方法:
灵敏度根据材料对氢气的电阻响应定义为Ra/Rg或Rg/Ra,响应和恢复时间通过对采集数据进行拟合获得。
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SEM
SU-70
Hitachi
Imaging of the specimens
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XRD
X'Pert PRO
PANalytical
Measurement of the structure of the as-deposited films
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XPS
SPECS Phoibos MDC 9 energy analyzer
SPECS
Examination of the chemical state of the nanoclusters
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