基于Fe掺杂rGO/ZnSnO3气体传感器的构建及对甲醛气敏性能优化的作用机理

• 作者: 周麒麟 李晓丹 赵邦渝 郭威威
• 来源期刊: 中国科学（技术科学）
• 关键词: ZnSnO3 rGO Fe掺杂 甲醛 气体传感器
• 年，卷（期）: 2020,（2）
• 所属期刊栏目: 论文
• 页码范围: 136-150
• 页数: 15页
• 语种: 中文
• DOI: 10.1360/SST-2019-0032

摘要

甲醛是主要的室内污染气体,严重危害人的身体健康.ZnSnO3是一种气敏性能优良的三元金属氧化物材料,我们尝试采用还原氧化石墨烯(rGO)复合和Fe掺杂来优化其气敏性能,通过水热法制备了Fe掺杂rGO/ZnSnO3复合材料.采用X射线衍射、拉曼光谱、红外光谱、X射线光电子能谱、扫描/透射电子显微镜、紫外-可见漫反射光谱仪、荧光光谱及电子自旋共振等表征手段对材料的形貌结构、化学组成、缺陷能级等进行分析,并以室内污染气体甲醛为目标气体对其灵敏度、响应恢复时间、工作温度、选择性、稳定性及湿度影响进行了系统研究.结果表明,复合rGO提高了材料的比表面积、电子迁移率;rGO与ZnSnO3形成了p-n异质结,引起电阻的剧烈变化,降低了最佳工作温度,提高了ZnSnO3灵敏度;Fe掺杂增加了ZnSnO3中的氧空位缺陷,促进了ZnSnO3表面德拜电子耗尽层的形成,进一步优化了ZnSnO3的气敏性能.本文为ZnSnO3气敏性能的优化提供了技术支持和理论依据.