SnO2-CuO基微/纳异质结构阵列气敏特性研究

SnO2和CuO纳米气敏传感器，具有较好的灵敏度和选择性、良好的响应和恢复时间以及较长的使用寿命,是各种有毒有害气体、可燃气体、工业废气和环境污染等气体的检测等方面的理想材料。本项目采用准二维电沉积生长方法，通过电沉积制备掺杂金属的SnO2和CuO氧化物纳米聚集单元，并将聚集单元组装成多组分排列的准一维异质SnO2-CuO基p-n结构阵列；结合晶体生长理论、电化学反应理论和统计热力学理论，从物质传输、输运反应和成核生长方面，系统研究其微观生长机理；获得SnO2-CuO基p-n纳米异质结阵列的可控和有序化制备技术。总结出可调控的半导体纳米结构的电学和气敏特性，探讨出该纳米结构体系耦合与协同效应的物理根源，发展相关理论，为制备新型功能材料提供重要的实验和理论依据。

电子以共振隧穿的形式在其中输运的异质结微纳阵列的应用，是物理学面临的重要挑战。我们构筑了具有严格周期排列的氧化亚铜/二氧化锡准二维PN异质结微纳阵列的多势垒体系，电子以共振隧穿的形式在其中输运。这种多势垒体系材料是利用电化学沉积方法在准二维超薄液层中制备的。在无模板衬底上，利用系统中氧化亚铜/二氧化锡具有不同的沉积电极电势，精确控制外加电势半正玄与沉积物的生长电极电势，可分别控制聚集物的组成成分与有序结构。这种氧化亚铜/二氧化锡准二维PN异质结微纳阵列隧穿体系的材料实现了隧穿调制在气敏方面的应用突破，实现了室温气敏特性。未了进一步增强这种材料的气敏性，我们引进了激光照射。激光照射不仅可以增加异质结阵列的导电性，也可以降低表面吸附能，这些有助与对室温气敏性的测量。这种异质结材料为我们提供了室温气敏材料设计的新方向。