硅納米線/氧化釩納米棒復(fù)合材料的制備與氣敏性能研究

編號：CPJS04954

篇名：硅納米線/氧化釩納米棒復(fù)合材料的制備與氣敏性能研究

作者：張瑋祎 ;胡明 ;劉星 ;李娜 ;閆文君

關(guān)鍵詞：硅納米線 氧化釩納米棒 NO2 氣敏性能

機構(gòu)： 天津大學電子信息工程學院,天津300072

摘要： 采用納米球光刻和金屬輔助刻蝕法以p型單晶硅片制備了硅納米線陣列,并以此作為基底,通過濺射不同時長的金屬釩薄膜并進行熱退火氧化處理,制備出硅納米線/氧化釩納米棒復(fù)合材料.采用掃描電子顯微鏡和X射線衍射儀表征了該復(fù)合材料的微觀特性,結(jié)果表明該結(jié)構(gòu)增大了材料的比表面積,有利于氣體傳感,并且鍍膜時間對后續(xù)生長的氧化釩納米棒形貌有明顯影響.采用靜態(tài)配氣法在室溫下測試了該復(fù)合材料對NO_2的氣敏性能,氣敏測試結(jié)果表明沉積釩膜的時間對復(fù)合材料的氣敏性能影響較大.當選擇合適的鍍膜時間時,適量氧化釩納米棒增加了材料表面積并形成大量pn結(jié)結(jié)構(gòu),相比純硅納米線對NO_2氣體的靈敏度有明顯提升,且在室溫下表現(xiàn)出優(yōu)良的選擇性.同時,對氣敏機理做了定性解釋,認為硅納米線與氧化釩納米棒之間形成的pn結(jié)及能帶結(jié)構(gòu)在接觸NO_2時的動態(tài)變化是其氣敏響應(yīng)提升的主要機制.