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，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，，，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，其中空结切组成的涂层是专有的，它被认为含有乙烯乙烯醇共聚物与表面活性剂混合，如聚乙二醇氧化乙烯乙醇三乙二醇二乙烯基醚以及它们的组合。分析物监测初步结果，种方案以毫克毫升的氧气敏感的染料三氯化钌和基于，二苯乙烯，联苯的蓝光有机电致发光器件监测血糖，监测实验用量最大值为对结果的影响。结果表明，信号发光强度和所用试剂的量成正比例关系，并且在相同的实验条件下的体积取得最佳的发光效果，获得了完整的信号强的和葡萄糖浓度的关系曲线。然而，由于背景光影响光电探测器在定程度上影响了试验器件发光光谱，降低了检测灵敏度，我们选择监测发光衰减时间，外文资料译文因为它受有机电致发光器件脉冲发光的影响较小，光谱脉冲发光延迟时间小于纳秒。接下来用测发光时间变化，在无氧环境下延迟时间为，在纯氧中延迟时间为，具体取值取决于传感器的薄膜。通过实验对比实验条件和传感器薄膜，测得的葡萄糖和乳酸量和预期水平致，由于每个分析物只在特定的酶作用下氧化，因此实验在各组分之间不存在干扰。根据资料，密封状态下实验校准线的计算满足方程期中是淬火的发光强度和衰减时间，是个和薄膜温度相关的常量。图显示了修正后的图形，基于有机电致发光传感器，溶解在聚苯乙烯中的作为传感薄膜镀在了光盘的上面，上面还有个光电探测器，试剂通过打开个通道混合。图基于光盘的传感器监测在密封状态下的修正后的校准线随着光盘的转动，测量时间为，并且随空气和温度稳定变量设计为乳酸和含或更大的分析物的浓度。后面是在没有氧气的情况下的结论，这是完全消耗的氧化反应，在密封环境下空气中气体干扰最小。这些初步结果表明各种结合的可能性，另外个镀膜的光电探测器体积要精巧，以满足各种设备。也可以测量四个不同浓度的葡萄糖利用在光盘上四个独立的空间，这四部分应使在使用小尺寸的光电二极管阵列时兼容。电子科技大学学士学位论文结论