本書根據(jù)著者在高性能氣體敏感材料與電阻式氣體傳感器領域的研究成果，結合近年來國內外的研究進展、發(fā)展趨勢及存在問題，闡述環(huán)境毒害氣體金屬氧化物敏感材料的制備及其在電阻式氣體傳感器領域的應用。本書針對敏感材料組分、形貌等與環(huán)境毒害氣體傳感器的性能關系和相關機理展開討論，分別介紹SnO2、ZnO、TiO2、WO3、MSnO3（M = Zn、Cd、Ni）、LnFeO3（Ln = La、Sm、Er、Eu）、其他金屬氧化物、聚合物基等敏感材料及其對環(huán)境毒害氣體的性能與氣敏機理、氣體傳感器可靠性試驗與可靠性水平的評價及性能改善。
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1994年9月～1997年6月，云南大學凝聚態(tài)物理專業(yè)，獲理學碩士學位
1992年7月～1994年8月，云南大學傳感電子研究所助理工程師。從事氣體傳感器的研究
1988年9月～1992年7月，云南大學物理系應用物理專業(yè)，獲理學學士學位2008年2月～現(xiàn)在，云南大學材料科學與工程系教授、博士生導師。研究方向為納米能源、環(huán)境材料與器件（鋰離子電池、超級電容器、氣體傳感器等）
2006年10月～2008年1月，德國馬克斯－普朗克膠體與界面研究所（Max-Planck-InstitutfürKolloidundGrenzfl？chenforschung,Potsdam）洪堡學者，從事納米多孔金屬氧化物薄膜的研究
2005年10月～2006年9月，德國馬克斯－普朗克金屬研究所（Max-Planck-InstitutfürMetallforschung,Stuttgart）客座科學家，從事固體電解質熱力學性能的相關研究
2003年7月～2005年9月，云南大學材料科學與工程系，教授，研究方向為納米多孔、納米結構復合功能材料
1999年9月～2003年7月，清華大學材料物理與化學專業(yè)，獲工學博士學位
1997年7月～1999年8月，云南大學物理系，講師，研究方向為半導體材料及敏感器件中國微納器件與系統(tǒng)技術學會高級會員，3次以第一排名或省部級科技進步二等獎及以上，主持教育部科學技術研究重點項目，"基于納米多孔材料的傳感器敏感性能與機制研究"、以及國家自然科學基金、云南省應用基礎研究計劃重點項目等十多個基金項目
目錄
第1章 電阻式氣體傳感器簡介 1
1.1 氣體檢測 1
1.2 氧化物半導體氣敏材料 2
1.3 電阻式氣體傳感器器件結構 3
1.3.1 n + n型組合結構氣體傳感器 5
1.3.2 p + n型組合結構氣體傳感器 7
1.3.3 n + p型組合結構氣體傳感器 11
1.4 電阻式氣體傳感器工作原理 14
1.4.1 吸附氧模型 14
1.4.2 晶界勢壘模型 14
1.4.3 表面電導模型 15
1.4.4 頸部溝道控制模型 16
1.4.5 接觸（催化）燃燒模型 17
1.4.6 體電阻控制型理論 17
1.5 電阻式氣體傳感器性能評價指標與測試 18
1.6 提高氣體傳感器性能的技術措施 19
參考文獻 20
第2章 氣體敏感功能材料 24
2.1 多晶體 24
2.1.1 多晶體粉末 25
2.1.2 薄膜材料 27
2.2 納米結構 29
2.2.1 零維納米結構 29
2.2.2 一維納米結構 30
2.2.3 二維納米結構 31
2.2.4 三維納米結構 32
參考文獻 33
第3章 SnO2基氣體敏感材料與氣體傳感器 35
3.1 零維納米結構SnO2基氣體敏感材料與氣體傳感器 35
3.1.1 零維納米結構SnO2基氣體敏感材料的制備 35
3.1.2 零維納米結構SnO2基氣體敏感材料的表征與分析 36
3.1.3 零維納米結構SnO2基氣體傳感器 44
3.2 一維納米結構SnO2基氣體敏感材料與氣體傳感器 53
3.2.1 一維納米結構SnO2基氣體敏感材料的制備 53
3.2.2 一維納米結構SnO2基氣體敏感材料的表征與分析 55
3.2.3 一維納米結構SnO2基氣體傳感器 72
3.3 二維納米結構SnO2基氣體敏感材料與氣體傳感器 90
3.3.1 二維納米結構SnO2基氣體敏感材料的制備 90
3.3.2 二維納米結構SnO2基氣體敏感材料的表征與分析 91
3.3.3 二維納米結構SnO2基氣體傳感器 97
3.4 三維納米結構SnO2基氣體敏感材料與氣體傳感器 103
3.4.1 三維納米結構SnO2基氣體敏感材料的制備 103
3.4.2 三維納米結構SnO2基氣體敏感材料的表征與分析 105
3.4.3 三維納米結構SnO2基氣體傳感器 115
3.5 納米多孔結構SnO2基氣體敏感材料與氣體傳感器 125
3.5.1 納米多孔結構SnO2基氣體敏感材料的制備 125
3.5.2 納米多孔結構3D OP ZnO-SnO2 HM敏感材料的表征與分析 126
3.5.3 納米多孔結構SnO2基氣體傳感器 128
參考文獻 130
第4章 ZnO基氣體敏感材料與氣體傳感器 135
4.1 零維結構ZnO基氣體敏感材料 135
4.1.1 Au/ZIF-8衍生的多孔Au/ZnO復合納米材料 135
4.1.2 MOF衍生ZnFe2O4/(Fe-ZnO)納米復合材料 139
4.2 一維納米結構ZnO基氣體敏感材料 143
4.2.1 花狀氧化鋅微米棒 143
4.2.2 Au修飾ZnO納米棒陣列 146
4.3 二維納米結構ZnO基氣體敏感材料 148
4.3.1 ZnO納米片 148
4.3.2 Au摻雜ZnO納米片 152
4.4 三維納米結構ZnO基氣體敏感材料—空心球結構納米ZnO 155
4.4.1 三維空心球結構納米ZnO基氣體敏感材料的制備 155
4.4.2 三維空心球結構納米ZnO基氣體敏感材料的表征與分析 157
4.4.3 三維空心球結構納米ZnO基氣體敏感材料的氣敏性能與機理 160
4.5 納米多孔結構ZnO基氣體敏感材料 165
4.5.1 納米多孔結構ZnO基氣體敏感材料的制備 165
4.5.2 納米多孔結構ZnO基氣體敏感材料的表征與分析 165
4.5.3 納米多孔結構ZnO基氣體敏感材料的氣敏性能與機理 170
參考文獻 174
第5章 TiO2基氣體敏感材料與氣體傳感器 178
5.1 零維結構TiO2基氣體敏感材料與氣體傳感器 178
5.1.1 零維結構TiO2基氣體敏感材料的制備 178
5.1.2 零維結構TiO2基氣體敏感材料的表征與分析 180
5.1.3 零維結構TiO2基氣體傳感器 190
5.2 一維納米結構TiO2基氣體敏感材料與氣體傳感器 202
5.2.1 一維納米結構TiO2基氣體敏感材料的制備 202
5.2.2 一維納米結構TiO2基氣體傳感器 203
5.3 二維納米結構TiO2基氣體敏感材料與氣體傳感器 205
5.3.1 二維納米結構TiO2基氣體敏感材料的制備 205
5.3.2 二維納米結構TiO2基氣體傳感器 206
5.4 三維納米結構TiO2基氣體敏感材料與氣體傳感器 208
5.4.1 三維納米結構TiO2基氣體敏感材料的制備 208
5.4.2 三維納米結構TiO2基氣體傳感器 209
5.5 納米多孔結構TiO2基氣體敏感材料與氣體傳感器 211
5.5.1 納米多孔結構TiO2基氣體敏感材料的制備 211
5.5.2 納米多孔結構TiO2敏感材料的表征與分析 213
5.5.3 納米多孔結構TiO2氣體傳感器 215
參考文獻 218
第6章 WO3基環(huán)境毒害氣體敏感材料與氣體傳感器 223
6.1 概念和發(fā)展簡史 223
6.2 結構與氣敏機理 223
6.3 WO3基氣體敏感材料的制備與表征 224
6.3.1 零維納米結構WO3基氣體敏感材料 225
6.3.2 一維納米結構WO3基氣體敏感材料 225
6.3.3 二維納米結構WO3基氣體敏感材料 227
6.3.4 三維納米結構WO3基氣體敏感材料 228
6.4 WO3基氣體敏感材料的氣敏性能提升方法 231
6.4.1 形貌調控 231
6.4.2 元素摻雜 232
6.4.3 貴金屬修飾 233
6.4.4 形成異質結 235
6.4.5 光輻射 241
參考文獻 242
第7章 MSnO3和LnFeO3基環(huán)境毒害氣體敏感材料與氣體傳感器 251
7.1 概念和發(fā)展簡史 251
7.2 結構與性質 252
7.3 LnFeO3基氣體敏感材料 253
7.3.1 LnFeO3基氣體敏感材料的制備 253
7.3.2 LnFeO3基氣體敏感材料的表征與分析 256
7.3.3 LnFeO3基氣體敏感材料的氣敏性能與機理 258
7.4 MSnO3基氣體敏感材料 261
7.4.1 MSnO3基氣體敏感材料的制備 261
7.4.2 MSnO3基氣體敏感材料的表征與分析 269
7.4.3 MSnO3基氣體敏感材料的氣敏性能與機理 269
參考文獻 271
第8章 其他金屬氧化物基氣體敏感材料與氣體傳感器 276
8.1 In2O3基氣體敏感材料與氣體傳感器 276
8.1.1 In2O3基氣體敏感材料的制備 276
8.1.2 In2O3基氣體敏感材料的表征與分析 277
8.1.3 In2O3基氣體傳感器 285
8.2 NiO基氣體敏感材料與氣體傳感器 295
8.2.1 NiO基氣體敏感材料的制備 296
8.2.2 NiO基氣體敏感材料的表征與分析 297
8.2.3 NiO基氣體傳感器 300
8.3 CuO基氣體敏感材料與氣體傳感器 302
8.3.1 CuO基氣體敏感材料的制備 302
8.3.2 CuO基氣體敏感材料的表征與分析 303
8.3.3 CuO基氣體傳感器 305
8.4 Co3O4基氣體敏感材料與氣體傳感器 308
8.4.1 Co3O4基氣體敏感材料的制備 309
8.4.2 Co3O4基氣體敏感材料的表征與分析 310
8.4.3 Co3O4基氣體傳感器 314
8.5 CdIn2O4基氣體敏感材料與氣體傳感器 316
8.5.1 CdIn2O4基氣體敏感材料的制備 316
8.5.2 CdIn2O4基氣體敏感材料的表征與分析 317
8.5.3 CdIn2O4基氣體傳感器 320
參考文獻 323
第9章 導電高聚物基氣體敏感材料與氣體傳感器 328
9.1 導電高聚物基氣體敏感材料的結構與性質 328
9.1.1 聚苯胺 329
9.1.2 聚吡咯 330
9.1.3 聚（3, 4-乙烯二氧噻吩）∶聚（苯乙烯磺酸） 331
9.2 導電高聚物基氣體敏感器件的性能提升策略 332
9.2.1 負載貴金屬顆粒 333
9.2.2 與非導電材料復合 335
9.2.3 與導電材料復合 337
9.2.4 與金屬氧化物復合 339
9.2.5 與新型二維材料復合 342
9.2.6 構建三元材料 344
參考文獻 346
第10章 氣體傳感器可靠性試驗與可靠性水平的評價及性能改善 350
10.1 氣體傳感器篩選方案設計 350
10.1.1 篩選項目的確定 351
10.1.2 篩選應力水平的確定 352
10.1.3 篩選時間的確定 352
10.1.4 篩選參數(shù)及電參數(shù)測量周期的確定 353
10.2 氣體傳感器壽命試驗方案設計 353
10.2.1 試驗樣品的抽取方法和數(shù)量的確定 353
10.2.2 試驗條件的確定 354
10.2.3 試驗截止時間的確定 354
10.2.4 測試周期的確定 354
10.2.5 失效判據(jù)的確定 355
10.2.6 在試驗中需解決的問題 355
10.3 氣體傳感器可靠性試驗數(shù)據(jù)處理 355
10.3.1 試驗數(shù)據(jù)處理的目的和方法 355
10.3.2 篩選試驗結果及評價 356
10.3.3 壽命試驗數(shù)據(jù)處理 358
10.4 提高氣體傳感器可靠性的措施 367
10.4.1 合理設計器件的結構 368
10.4.2 材料問題 368
10.4.3 工藝問題 369
參考文獻 369
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