本書(shū)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(lǐng)域的研究成果，結(jié)合近年來(lái)國(guó)內(nèi)外的研究進(jìn)展、發(fā)展趨勢(shì)及存在問(wèn)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(lǐng)域的應(yīng)用。本書(shū)針對(duì)敏感材料組分、形貌等與環(huán)境毒害氣體傳感器的性能關(guān)系和相關(guān)機(jī)理展開(kāi)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(duì)環(huán)境毒害氣體的性能與氣敏機(jī)理、氣體傳感器可靠性試驗(yàn)與可靠性水平的評(píng)價(jià)及性能改善。
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1994年9月～1997年6月，云南大學(xué)凝聚態(tài)物理專業(yè)，獲理學(xué)碩士學(xué)位
1992年7月～1994年8月，云南大學(xué)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(xué)物理系應(yīng)用物理專業(yè)，獲理學(xué)學(xué)士學(xué)位2008年2月～現(xiàn)在，云南大學(xué)材料科學(xué)與工程系教授、博士生導(dǎo)師。研究方向?yàn)榧{米能源、環(huán)境材料與器件（鋰離子電池、超級(jí)電容器、氣體傳感器等）
2006年10月～2008年1月，德國(guó)馬克斯－普朗克膠體與界面研究所（Max-Planck-InstitutfürKolloidundGrenzfl？chenforschung,Potsdam）洪堡學(xué)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(guó)馬克斯－普朗克金屬研究所（Max-Planck-InstitutfürMetallforschung,Stuttgart）客座科學(xué)家，從事固體電解質(zhì)熱力學(xué)性能的相關(guān)研究
2003年7月～2005年9月，云南大學(xué)材料科學(xué)與工程系，教授，研究方向?yàn)榧{米多孔、納米結(jié)構(gòu)復(fù)合功能材料
1999年9月～2003年7月，清華大學(xué)材料物理與化學(xué)專業(yè)，獲工學(xué)博士學(xué)位
1997年7月～1999年8月，云南大學(xué)物理系，講師，研究方向?yàn)榘雽?dǎo)體材料及敏感器件中國(guó)微納器件與系統(tǒng)技術(shù)學(xué)會(huì)高級(jí)會(huì)員，3次以第一排名或省部級(jí)科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)及以上，主持教育部科學(xué)技術(shù)研究重點(diǎn)項(xiàng)目，"基于納米多孔材料的傳感器敏感性能與機(jī)制研究"、以及國(guó)家自然科學(xué)基金、云南省應(yīng)用基礎(chǔ)研究計(jì)劃重點(diǎn)項(xiàng)目等十多個(gè)基金項(xiàng)目
目錄
第1章 電阻式氣體傳感器簡(jiǎn)介 1
1.1 氣體檢測(cè) 1
1.2 氧化物半導(dǎo)體氣敏材料 2
1.3 電阻式氣體傳感器器件結(jié)構(gòu) 3
1.3.1 n + n型組合結(jié)構(gòu)氣體傳感器 5
1.3.2 p + n型組合結(jié)構(gòu)氣體傳感器 7
1.3.3 n + p型組合結(jié)構(gòu)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(shì)壘模型 14
1.4.3 表面電導(dǎo)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(píng)價(jià)指標(biāo)與測(cè)試 18
1.6 提高氣體傳感器性能的技術(shù)措施 19
參考文獻(xiàn) 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(jié)構(gòu) 29
2.2.1 零維納米結(jié)構(gòu) 29
2.2.2 一維納米結(jié)構(gòu) 30
2.2.3 二維納米結(jié)構(gòu) 31
2.2.4 三維納米結(jié)構(gòu) 32
參考文獻(xiàn) 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(jié)構(gòu)SnO2基氣體敏感材料與氣體傳感器 35
3.1.1 零維納米結(jié)構(gòu)SnO2基氣體敏感材料的制備 35
3.1.2 零維納米結(jié)構(gòu)SnO2基氣體敏感材料的表征與分析 36
3.1.3 零維納米結(jié)構(gòu)SnO2基氣體傳感器 44
3.2 一維納米結(jié)構(gòu)SnO2基氣體敏感材料與氣體傳感器 53
3.2.1 一維納米結(jié)構(gòu)SnO2基氣體敏感材料的制備 53
3.2.2 一維納米結(jié)構(gòu)SnO2基氣體敏感材料的表征與分析 55
3.2.3 一維納米結(jié)構(gòu)SnO2基氣體傳感器 72
3.3 二維納米結(jié)構(gòu)SnO2基氣體敏感材料與氣體傳感器 90
3.3.1 二維納米結(jié)構(gòu)SnO2基氣體敏感材料的制備 90
3.3.2 二維納米結(jié)構(gòu)SnO2基氣體敏感材料的表征與分析 91
3.3.3 二維納米結(jié)構(gòu)SnO2基氣體傳感器 97
3.4 三維納米結(jié)構(gòu)SnO2基氣體敏感材料與氣體傳感器 103
3.4.1 三維納米結(jié)構(gòu)SnO2基氣體敏感材料的制備 103
3.4.2 三維納米結(jié)構(gòu)SnO2基氣體敏感材料的表征與分析 105
3.4.3 三維納米結(jié)構(gòu)SnO2基氣體傳感器 115
3.5 納米多孔結(jié)構(gòu)SnO2基氣體敏感材料與氣體傳感器 125
3.5.1 納米多孔結(jié)構(gòu)SnO2基氣體敏感材料的制備 125
3.5.2 納米多孔結(jié)構(gòu)3D OP ZnO-SnO2 HM敏感材料的表征與分析 126
3.5.3 納米多孔結(jié)構(gòu)SnO2基氣體傳感器 128
參考文獻(xiàn) 130
第4章 ZnO基氣體敏感材料與氣體傳感器 135
4.1 零維結(jié)構(gòu)ZnO基氣體敏感材料 135
4.1.1 Au/ZIF-8衍生的多孔Au/ZnO復(fù)合納米材料 135
4.1.2 MOF衍生ZnFe2O4/(Fe-ZnO)納米復(fù)合材料 139
4.2 一維納米結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)ZnO基氣體敏感材料—空心球結(jié)構(gòu)納米ZnO 155
4.4.1 三維空心球結(jié)構(gòu)納米ZnO基氣體敏感材料的制備 155
4.4.2 三維空心球結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)納米ZnO基氣體敏感材料的氣敏性能與機(jī)理 160
4.5 納米多孔結(jié)構(gòu)ZnO基氣體敏感材料 165
4.5.1 納米多孔結(jié)構(gòu)ZnO基氣體敏感材料的制備 165
4.5.2 納米多孔結(jié)構(gòu)ZnO基氣體敏感材料的表征與分析 165
4.5.3 納米多孔結(jié)構(gòu)ZnO基氣體敏感材料的氣敏性能與機(jī)理 170
參考文獻(xiàn) 174
第5章 TiO2基氣體敏感材料與氣體傳感器 178
5.1 零維結(jié)構(gòu)TiO2基氣體敏感材料與氣體傳感器 178
5.1.1 零維結(jié)構(gòu)TiO2基氣體敏感材料的制備 178
5.1.2 零維結(jié)構(gòu)TiO2基氣體敏感材料的表征與分析 180
5.1.3 零維結(jié)構(gòu)TiO2基氣體傳感器 190
5.2 一維納米結(jié)構(gòu)TiO2基氣體敏感材料與氣體傳感器 202
5.2.1 一維納米結(jié)構(gòu)TiO2基氣體敏感材料的制備 202
5.2.2 一維納米結(jié)構(gòu)TiO2基氣體傳感器 203
5.3 二維納米結(jié)構(gòu)TiO2基氣體敏感材料與氣體傳感器 205
5.3.1 二維納米結(jié)構(gòu)TiO2基氣體敏感材料的制備 205
5.3.2 二維納米結(jié)構(gòu)TiO2基氣體傳感器 206
5.4 三維納米結(jié)構(gòu)TiO2基氣體敏感材料與氣體傳感器 208
5.4.1 三維納米結(jié)構(gòu)TiO2基氣體敏感材料的制備 208
5.4.2 三維納米結(jié)構(gòu)TiO2基氣體傳感器 209
5.5 納米多孔結(jié)構(gòu)TiO2基氣體敏感材料與氣體傳感器 211
5.5.1 納米多孔結(jié)構(gòu)TiO2基氣體敏感材料的制備 211
5.5.2 納米多孔結(jié)構(gòu)TiO2敏感材料的表征與分析 213
5.5.3 納米多孔結(jié)構(gòu)TiO2氣體傳感器 215
參考文獻(xiàn) 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(jiǎn)史 223
6.2 結(jié)構(gòu)與氣敏機(jī)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(jié)構(gòu)WO3基氣體敏感材料 225
6.3.2 一維納米結(jié)構(gòu)WO3基氣體敏感材料 225
6.3.3 二維納米結(jié)構(gòu)WO3基氣體敏感材料 227
6.3.4 三維納米結(jié)構(gòu)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(diào)控 231
6.4.2 元素?fù)诫s 232
6.4.3 貴金屬修飾 233
6.4.4 形成異質(zhì)結(jié) 235
6.4.5 光輻射 241
參考文獻(xiàn) 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(jiǎn)史 251
7.2 結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 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(jī)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(jī)理 269
參考文獻(xiàn) 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(xiàn) 323
第9章 導(dǎo)電高聚物基氣體敏感材料與氣體傳感器 328
9.1 導(dǎo)電高聚物基氣體敏感材料的結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 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(dǎo)電高聚物基氣體敏感器件的性能提升策略 332
9.2.1 負(fù)載貴金屬顆粒 333
9.2.2 與非導(dǎo)電材料復(fù)合 335
9.2.3 與導(dǎo)電材料復(fù)合 337
9.2.4 與金屬氧化物復(fù)合 339
9.2.5 與新型二維材料復(fù)合 342
9.2.6 構(gòu)建三元材料 344
參考文獻(xiàn) 346
第10章 氣體傳感器可靠性試驗(yàn)與可靠性水平的評(píng)價(jià)及性能改善 350
10.1 氣體傳感器篩選方案設(shè)計(jì) 350
10.1.1 篩選項(xiàng)目的確定 351
10.1.2 篩選應(yīng)力水平的確定 352
10.1.3 篩選時(shí)間的確定 352
10.1.4 篩選參數(shù)及電參數(shù)測(cè)量周期的確定 353
10.2 氣體傳感器壽命試驗(yàn)方案設(shè)計(jì) 353
10.2.1 試驗(yàn)樣品的抽取方法和數(shù)量的確定 353
10.2.2 試驗(yàn)條件的確定 354
10.2.3 試驗(yàn)截止時(shí)間的確定 354
10.2.4 測(cè)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(yàn)中需解決的問(wèn)題 355
10.3 氣體傳感器可靠性試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理 355
10.3.1 試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理的目的和方法 355
10.3.2 篩選試驗(yàn)結(jié)果及評(píng)價(jià) 356
10.3.3 壽命試驗(yàn)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(shè)計(jì)器件的結(jié)構(gòu) 368
10.4.2 材料問(wèn)題 368
10.4.3 工藝問(wèn)題 369
參考文獻(xiàn) 369
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