于靈敏編著的《一維ZnO納米線及其氣敏特性》以一維ZnO納米線的氣敏特性為基礎，系統(tǒng)地分析ZnO的基本性質、ZnO納米線的制備工藝、ZnO納米線的生長機制、ZnO納米線的內部摻雜、表面修飾與氣敏性能的關系、ZnO納米線與有機導電聚合物的復合與氣敏性能的關系，將這些基本理論和基本特性應用于ZnO納米線對混合氣體中氣體種類和氣體濃度的識別，利用第一性原理計算建立Ga摻雜的ZnO晶體模型，研究Ga摻雜對ZnO晶體結構和電子結構的影響，在此基礎上，建立完整的氣敏機理模型，為進一步開發(fā)新型氣敏材料提供理論指導。
本書可作為高等院校材料、物理、化學及相關專業(yè)的本科生和研究生教材也可供從事一維ZnO納米材料和氣敏傳感器研究工作的科研人員使用。
第1章 氣敏傳感器概述
1.1 氣敏傳感器簡介
1.2 金屬氧化物氣敏傳感器的結構分類
1.3 金屬氧化物氣敏傳感器的膜厚分類與特點
1.4 金屬氧化物氣敏傳感器的加熱方式分類與特點
1.5 半導體金屬氧化物的氣敏機理研究
1.5.1 離子吸附模型
1.5.2 多孔膜模型和致密膜模型
1.5.3 氣敏機理通式
1.6 摻雜理論
1.6.1 內部摻雜
1.6.2 外部摻雜
1.7 氣體傳感器的發(fā)展趨勢
1.7.1 新型氣敏材料的探索與開發(fā)
1.7.2 對現(xiàn)有材料的改進 第1章 氣敏傳感器概述
1.1 氣敏傳感器簡介
1.2 金屬氧化物氣敏傳感器的結構分類
1.3 金屬氧化物氣敏傳感器的膜厚分類與特點
1.4 金屬氧化物氣敏傳感器的加熱方式分類與特點
1.5 半導體金屬氧化物的氣敏機理研究
1.5.1 離子吸附模型
1.5.2 多孔膜模型和致密膜模型
1.5.3 氣敏機理通式
1.6 摻雜理論
1.6.1 內部摻雜
1.6.2 外部摻雜
1.7 氣體傳感器的發(fā)展趨勢
1.7.1 新型氣敏材料的探索與開發(fā)
1.7.2 對現(xiàn)有材料的改進
1.7.3 氣體傳感器的微型化、智能化和防塵化.
1.7.4 加強氣敏機理的研究
1.7.5 氣敏元件的多品種化、低功耗和常溫化.
1.7.6 基礎研究日趨活躍
1.7.7 納米材料的應用
參考文獻
第2章 zno納米線的制備與表征
2.1 Zn0簡介
2.1.1 zn0的結構
2.1.2 Zno應用前景
2.2 物理熱蒸發(fā)法制備Zno納米線
2.2.1 工藝設備
2.2.2 制備工藝過程
2.2.3 設備及ZnO納米線
2.2.4 工藝參數(shù)的影響
2.2.5 透射電子顯微鏡(TEM)表征
2.2.6 ZnO納米線的生長機制分析
2.2.7 X射線衍射
2.3 Al2O3模板法制備ZnO納米線
2.3.1 工藝流程
2.3.2 電化學拋光后的鋁箔表面形貌分析
2.3.3 Al2O3模板的FESEM圖及XRD圖
2.3.4 ZnO納米線的FESEM圖及EDX圖
2.3.5 多孔氧化鋁膜的形成機理
2.3.6 模板法沉積ZnO納米線的機理分析
參考文獻
第3章 純ZnO納米線的氣敏特性
3.1 氣體傳感器的制備
3.2 氣敏元件的制備工藝流程
3.3 元件的氣敏性能測試方法
3.3.1 元件的氣敏性能測試裝置與原理
3.3.2 氣敏元件的測試方法
3.3.3 氣敏元件的主要性能參數(shù)及其計算公式
3.4 純ZnO納米線的氣敏性能
3.4.1 ZnO氣敏基料的制備
3.4.2 不同燒結溫度下ZnO納米線的形貌圖
3.4.3 燒結溫度對ZnO納米線乙醇蒸氣性能的影響
3.5 氣敏機理與影響因素
3.5.1 氣敏機理探討
3.5.2 ZnO納米線對乙醇的氣敏機理
3.5.3 影響氣敏機理的主要因素
參考文獻
第4章 金屬摻雜及表面修飾ZnO納米線的氣敏特性
4.1 ZnO納米線表面修飾Ag納米顆粒的氣敏性能
4.1.1 Ag納米顆粒表面修飾ZnO納米線的制備
4.1.2 Ag納米顆粒表面修飾ZnO納米線的表面形貌圖
4.1.3 Ag納米顆粒修飾的ZnO納米線的xRD圖
4.1.4 Ag納米顆粒修飾對ZnO納米線的氣敏特性的影響
4.2 其他元素摻雜對ZnO納米線氣敏性能的影響
4.2.1 元素摻雜ZnO納米線的制備
4.2.2 其他元素摻雜對ZnO納米線溫度一靈敏度曲線
4.2.3 元素摻雜的ZnO納米線對乙醇蒸氣的響應一恢復特性
4.2.4 元素摻雜的ZnO納米線的XRD圖
4.2.5 紫光激發(fā)對Ag納米顆粒修飾ZnO納米線氣敏性能的影響
4.2.6 紫光激發(fā)對ZnO納米線氣敏性能提高的原因分析
4.3 摻雜提高氣體靈敏度的機理分析
4.3.1 摻雜提高氣體靈敏度的基本原理
4.3.2 稀土氧化物摻雜提高ZnO納米線氣體靈敏度的原因分析
4.3.3 金屬摻雜提高ZnO納米線氣體靈敏度的原因分析
4.3.4 Ag納米顆粒修飾對提高ZnO納米線氣敏元件電阻的原因分析
4.3.5 Ag納米顆粒修飾對提高ZnO納米線氣敏元件乙醇靈敏度的原因分析
4.3.6 不同摻雜對提高ZnO納米線對不同氣體靈敏度的選擇性分析
參考文獻
第5章 有機導電材料與ZnO納米線復合的氣敏特性
5.1 導電高分子簡介
5.2 聚苯胺簡介
5.2.1 聚苯胺的合成
5.2.2 聚苯胺的聚合機理
5.2.3 聚苯胺的導電機理及氣敏機理
5.3 聚苯胺的制備
5.3.1 聚苯胺的制備工藝
5.3.2 制備聚苯胺與氧化鋅的復合材料
5.3.3 聚苯胺的表征
5.3.4 工藝參數(shù)對純聚苯胺NH，氣體靈敏度的影響
5.4 工藝參數(shù)對于聚苯胺一氧化鋅復合材料NH，氣敏性能的影響
5.4.1 目標氣體濃度的影響
5.4.2 復合材料的復合比例的影響
5.4.3 工作溫度的影響
5.4.4 復合材料的響應一恢復性能
參考文獻
第6章 ZnO納米線氣敏傳感器對氣體的識別
6.1 氣體的識別檢測
6.1.1 氣體識別檢測簡介
6.1.2 氣體識別檢測技術的發(fā)展
6.2 ZnO納米線氣敏元件對氣體種類的判別
6.2.1 ZnO納米線氣敏元件陣列
6.2.2 識別氣體種類的最近鄰域法
6.2.3 ZnO納米線氣敏元件陣列對單一樣氣的測試和識別
6.2.4 ZnO納米線氣敏元件陣列對混合氣體的識別
6.3 ZnO納米線氣敏元件對氣體濃度的初步判定
6.3.1 利用ZnO納米線氣敏元件對氣體濃度進行判定的機理
6.3.2 利用ZnO納米線氣敏元件性能與測試氣體濃度關系曲線的擬合方程對氣體濃度進行判定
6.4 基于神經(jīng)網(wǎng)絡的納米ZnO氣敏傳感器陣列的氣體識別
6.4.1 人工神經(jīng)網(wǎng)絡簡介
6.4.2 納米ZnO基氣敏傳感器陣列的構建
6.4.3 基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡對目標混合氣體種類的識別
6.4.4 氣體種類的識別
6.4.5 相對濃度高低的識別
參考文獻
第7章 Ga摻雜改性ZnO的第一性原理計算
7.1 計算材料學方法簡介
7.2 第一性原理簡述
7.2.1 密度泛函理論的簡述
7.2.2 CAsTEP簡介
7.2.3 贗勢平面波方法
7.2.4 結構優(yōu)化
7.3 計算方法和理論模型
7.3.1 計算方法
7.3.2 理論模型
7.4 Ga摻雜ZnO的晶體結構和電子結構
7.4.1 Ga摻雜ZnO的晶格結構
7.4.2 形成能的計算
7.4.3 Ga摻雜ZnO電子結構
7.5 Ga摻雜ZnO的氣敏機理
7.5.1 吸附機理
7.5.2 理論模型和計算方法
7.5.3 本征ZnO對CO的氣敏機理
7.5.4 Ga摻雜ZnO對CO的氣敏機理
參考文獻
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