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氧化锌基气体传感器技术原理与应用.doc
资料介绍
氧化锌基气体传感器技术原理与应用
一、技术概述
氧化锌（ZnO）是继SnO₂之后研究最广泛的金属氧化物半导体气敏材料。ZnO为n型半导体，带隙约3.37eV，具有优异的热稳定性和化学稳定性。1962年，Seiyama首次发现ZnO薄膜对可燃气体具有气敏响应，由此开启了金属氧化物气体传感器的研究领域。ZnO传感器对NO₂、H₂、乙醇、丙酮和VOCs等多种气体具有良好响应，在环境监测、工业安全和医疗诊断等领域具有广阔应用前景。
二、工作原理
ZnO传感器的气敏机理与传统n型MOS传感器一致：在空气中表面吸附氧形成耗尽层；在还原性气体中电阻下降，在氧化性气体中电阻上升。ZnO传感器的最佳工作温度通常为200-400℃，但通过纳米结构调控和贵金属修饰可降低至室温。
三、纳米结构调控
3.1 一维ZnO纳米结构
ZnO纳米线、纳米棒和纳米管具有高长径比，可提供大量气体吸附位点和高效的载流子传输通道。2025年，北京大学团队制备的ZnO纳米线阵列传感器对NO₂的检测限达50ppb。
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| 923-氧化锌基气体传感器技术原理与应用.docx | 37K |
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