毕业论文_有机电致发光气体传感器.doc文档60页原创精品 ㊣ 精品文档 值得下载

和发光亮度的变化情况，并比较了不同浓度十乙基卟啉钯的器件之间的性能优劣，最后对有机电致发光气体传感器的敏感机理作简单探讨。

关键词有机电致发光，气体传感器，十乙基卟啉钯，亮度第章引言选题背景气体传感器概述气体传感器分类有机电致发光气体传感器的研究现状研究思路第章有机电致发光气体传感器基本理论有机电致发光原理敏感膜对气体分子的吸附作用荧光猝灭效应气体传感器基础理论有机电致发光的基本过程有机电致发光器件的结构气体传感器结构设计第章有机电致发光气体传感器制备材料选用结构设计叉指电极器件制备实验材料及仪器处理有机薄膜旋涂和蒸镀金属阴极制备第章有机电致发光气体传感器测试分析测试平台器件的基本特性环境中器件的亮度特性环境中器件的亮度特性环境中器件的恢复性测试亮度特性成膜温度对环境中器件性能影响的亮度特性不同浓度环境中器件的亮度特性不同浓度环境中器件的亮度随时间变化特性气敏机理探讨和薄膜形貌分析本章小结第章结论与展望结论展望参考文献致谢外文资料原文外文资料译文第章引言第章引言选题背景近几十年来，空气污染酸雨臭氧层空洞全球气候变暖是人们面临的个又个严重的环境问题人类日益发达的工业排放出的烟尘硫氧化物氮氧化物碳化合物等污染大气江川河流城市居民生活炉灶和采暖设备燃烧大量煤炭，其释放出大量的二氧化硫氧化碳等有害气体使污染区烟雾弥漫日益发达的交通和迅速增加的私家车辆排放出的污染气体能够直接侵袭人的呼吸器官污染城市空气室内装修带来的甲醛苯氡等气体也在威胁着我们的健康。

因此，研究对有毒有害气体的检测发展和应用气体传感器成为科学领域当前研究的重要内容之。

气体传感器概述气体传感器是门涉及化学物理材料学电子技术等多学科多领域的高新技术，它是指能够将待测气体种类或浓度转换为与其有定规律和关系的输出电气信号的器件或装置。

个基本的气体传感器通常要满足定的性能条件，如对些气体具有选择性的检测，而对其它气体不响应或微弱响应对目标气体具有较高的灵敏度响应时间短响应迅速稳定性好重复性好等。

气体传感器在人们的生产生活中有着广泛的应用和重要的价值。

工业生产中用来检测易燃易爆以及有毒有害气体，如瓦斯天然气氢气氧气氧化碳等民用方面对汽车等交通工具排放出来的尾气空调冰箱等用于制冷所使用的氟氯烃化合物氟溴烃化合物等的检测商业方面主要应用于食品加工烟草酒类鉴别化妆品生产及保健品卫生领域医疗方面用于对酒精浓度血液中的二氧化碳氧气等进行准确定量检测此外还有对爆炸物生化武器等扩散出的微量气体成分的检测等。

气体传感器发展到现在已经有几十年的历史了。

年，日本的清山哲郎等人对和薄膜的气敏特性进行了研究，开启了半导体陶瓷气敏材料和金属氧化物半导体气体传感器的发展之路。

年日本费加罗公司推出了第个商业化的陶瓷气敏元件，气体传感器开始走向市场化。

此后，人们不断探求性能更好功能更强成本更低的气体传感器。

如等研究了将锡掺杂在用于检测气体的薄膜中，不仅降低了器件的工作温度，而且提高了对气体的灵敏度等合成了混合型半导体材料，电子科技大学学士学位论文将其应用于室温下检测，取得了较好的气敏效果。

随后发展的纳米材料和导电聚合物也大大促进了气体传感器的发展，等制备了纳米管材料，将其应用于检测和等气体等制成了硅纳米线，并研究了其检测及水汽时的阻抗变化等报道了及复合材料对甲醇乙醇蒸汽的敏感度高于和复合材料和对苯和四氯化碳的敏感性能要优于和复合材料。

年，日本物理学家从碳纤维中首次发现了纳米碳管，其中空结构和大的壁表面积使得其具有较强的吸附气体能力，且与气体分子发生作用后，电导率等性质会发生改变此后，等人成功地将单壁纳米碳管应用于气体传感器中，该传感器在室温下对和表现出显著的阻抗变化，且比其他气体传感器响应速度更快灵敏度更高。

微机电系统，加工技术的问世给气体传感器的发展带来了新的天地，采用微细加工工艺制备出各种微结构气体传感器，使得传感器的结构从二维变到三维，功耗从几百毫瓦降低到几十毫瓦，有效地推动了气体传感器产业的发展。

国外气体传感器技术发展相对较快，如在美国日本德国等工业发达国家，已发展成为技术综合先进品种丰富齐全的高新技术产业。

而在国内，气体传感器的研究起步较晚，虽然有定的发展，但资金投入研究能力及商品化产业化能力等都与国外先进水平还有较大差距。

因此，加强对气体传感器技术的研究和应用也是促进我国高新技术产业发展的个具体表现。

气体传感器分类从年的金属氧化物气体传感器雏形，到年的首个商品化系列气体传感器，再到各种微结构气敏传感器及电子鼻等的出现，气体传感器的家族变得越来越庞大。

气敏材料在几十年内也得到了飞速的发展，从单无机半导体到复合无机半导体材料，从金属有机半导体材料到高分子复合材料，种类逐渐多元化，性能不断提高，运用日益广泛。

气体传感器根据检测气体种类或工作原理的不同，具有多种分类方法。

其中，按气敏材料和敏感机理的不同，大致可以分为以下几类半导体型气体传感器半导体气体传感器是使用半导体气敏材料的类传感器件，依靠目标气体分第章引言子与半导体表面接触时产生的物理特性的变化来探知气体信息，主要包括两大类无机半导体型和有机半导体型。

无机半导体气体传感器是采用无机金属氧化物半导体材料制成烧结体或薄膜，又可分为电阻型和非电阻型两种，分别依靠检测器件的电阻值或电流电压变化量来识别气体种类或浓度。

此类气体传感器通常采用等型或型半导体气敏材料，其表面在吸附气体时会发生负离子吸附或正离子吸附，导致载流子增多或减少，从而进步引起电导率升高或降低。

无机半导体材料含有大量晶粒晶界和气孔，比表面积很大，利于气体的吸附和释放，制成的气体传感器灵敏度高响应速度快，是目前应用最为广泛的类传感器。

有机半导体气敏材料最大的特点是具有化学修饰功能，可以根据具体需要对分子进行设计合成。

此类材料主要包括金属酞菁卟啉卟吩等，其中金属酞菁研究最多发展最快实用价值也最高。

接触燃烧型气体传感器接触燃烧型气体传感器是利用在通电及催化剂作用下，可燃气体如等在气敏材料表面氧化燃烧，其燃烧所释放的热量使敏感元件温度升高，温度的变化进步导致元件的电导率等性质发生变化，通过检测电阻变化量进而测量出被测气体浓度。

孙良彦等研究了气敏材料的敏感机理，探究了气体在元件表面的催化燃烧机理。

是相对比较稳定的气体，与气敏材料反应较为困难，但向材料中掺杂贵金属及过渡金属后，使其发生以下反应，，，。

催化剂的加入促使的键断裂，分解为和基，降低了表面反应温度，大大提高了材料的敏感特性。

电子科技大学学士学位论文固体电解质型气体传感器固体电解质型气体传感器利用固体电解质作为气敏材料，其在接触气体后产生阴阳离子，阴阳离子的迁移引起器件电势差发生定的变化，通过测量该变化来判定出气体浓度。

如氧化锆浓差式电池固体电解质气体传感器等。

钇稳定氧化锆是固体电解质气体传感器中最为常用的种材料，在晶格中，个与个相邻，当进入晶体中后，被所置换。

遵循电中性原理，个周围只有个，这样就导致了个空位。

高温下，当两侧存在浓度差或电势差时，这些空位便可接受，使从的侧向另侧移动，这即为的氧离子空穴导电机理。

利用可以制备出电位型氧传感器和极限电流型氧传感器等。

电化学型气体传感器电化学型气敏传感器是利用气敏材料的电化学反应实现将被测气体浓度转换为电流信号的传感器装置。

该类传感器可以检测多种有毒气体，还能检测氧气以及血液中的氧，具有灵敏度高选择性好等优点，可分为原电池式离子电极式电量式及可控电位电解式等几种。

等采用为参考电极，为固体电解质以及为传感电极，制备了浓差电位型氧传感器并研究了其在室温下的性能，研究结果表明该传感器比以为参考电极的传感器在相同温度下灵敏度更高。

等人采用技术将个氧传感器构成传感器阵列，并将其与加热器温度传感器和个测试系统集成在起，结果显示该系统具有良好的线性关系，能够检测细胞中氧的含量。

高分子气体传感器导电高分子曾直被视为绝缘材料，直到年，等人发现掺杂碘后的聚乙炔电导率骤升，由绝缘体变成了导体，导电性能大大提高。

此后，导电高分子材料由于具有导电率覆盖范围广制备成本低加工技术简单可室温使用以及能改变功能基团提高特性等优点，开始受到人们的大力关注。

高分子气体传感器是以些高分子气敏材料在接触到被测气体时物理性质如电阻率质量介电常数表面声波传播速度和频率等发生相应变化为机理制备而成的传感器件。

按气敏机理的不同，高分子气体传感器可分为以下几种测量气敏材料第章引言的电阻变化，所用材料如膜聚吡咯等测量气敏材料吸附气体后形成浓差电池的电动势，如聚乙烯醇磷酸等材料测量材料吸附气体后介电常数发生变化，所用材料有聚苯胺聚次苯菁基乙炔聚酰亚胺等测量吸收气体后，材料表面上声波的传播速度或频率的变化量即声表面波气敏传感器，所用有聚异丁烯氟聚多元醇等高分子材料测量气敏材料吸附待测气体后自身重量变化的石英谐振式气敏传感器，如利用胺基十烷基硅烷和三乙醇胺等检测醋酸蒸汽和等气体。

此外，各种高分子无机纳米复合材料高分子高分子复合材料高分子导电填充复合物等气敏材料也在气体传感器中得到越来越广泛的研究和应用。

光学气体传感器光学气体传感器是利用气体物质的光学特性来实现气体成分和浓度检测的。

包括光谱吸收型光纤化学材料型荧光型等多种类型。

光谱吸收型是基于不同气体物质由于分子结构浓度及能量分布的不同而具有不同的吸收光谱，通过检测吸收光谱而完成对目标气体的检测。

光纤化学材料型传感器是指利用溶胶凝胶等方法在光纤表面或端面涂上层对被测气体敏感的特殊化学材料，被测气体与该材料作用后，会导致测试光纤的折射率反射系数等参数发生改变，检测此类参数的变化情况即可判定出相关气体的信息。

荧光型气敏传感器的机理是气体分子在激发光源