The tungsten oxide / the invention discloses a vertically oriented copper oxide heterojunction nanowire array gas sensors and its application in the detection of ethanol, tungsten oxide / copper oxide heterojunction nanowire array gas sensor includes: tungsten oxide / vertical copper oxide heterojunction nanowire arrays and the tungsten oxide / oxide copper heterojunction nanowire arrays on the two distance is 1-2cm, the size of 2mm*2mm, thickness of the platinum layer 80-120nm; wherein, the tungsten oxide / copper oxide heterojunction nanowire arrays by oxidation of tungsten / copper oxide heterojunction nanowires composed of tungsten oxide / copper oxide nanowires with length of 900-1100nm, the oxidation tungsten nanowires with diameter of 17-24nm, in the periphery of the tungsten oxide nanowires uniformly wrapped copper oxide thickness is 5-15nm. The gas sensor can achieve quick response to ethanol gas at lower temperature and has good stability.
【技术实现步骤摘要】
垂直定向的氧化钨/氧化铜异质结纳米线阵列气敏元件及其在探测乙醇中的应用
本专利技术属于材料制备领域,具体来说涉及一种垂直定向的氧化钨/氧化铜异质结纳米线阵列气敏元件及其在探测乙醇中的应用。
技术介绍
随着工业技术的飞速发展与人民生活水平的不断提高,生产生活过程中带来的各种气体污染物大量增加,使得人们对环境保护与人身安全日益重视,对新型高性能气敏元件的研究与发展提出了更高的要求与更广阔的发展空间。金属半导体氧化物被广泛应用于气敏传感、光催化、太阳能电池等领域。金属氧化物半导体型气敏传感器因其低成本,高灵敏度,易于控制与操作的优点,受到越来越广泛的关注。异质结结构目前主要应用于半导体激光器,发光器件,太阳电池等科学领域。将异质结应用于气敏领域形成异质结材料是改善气敏性能另一个极具潜力的方向。异质结气敏传感器充分利用了两种金属氧化物之间的纳米协同效应和异质结效应,在灵敏度等气敏性能方面具有大幅提高。为了更好的满足要求的气敏特性,基于理论与实验研究,理想一维异质结构应该是标准的垂直定向阵列。经过近几年的研究,异质结构已经可以通过水热法、气相法、溶胶-凝胶等制得。高度有序分布的纳米结构能够有利于器件的稳定性与集成化应用。因此,制备垂直定向性与壳层均匀一致分布的的一维核壳异质结构是很重要的。然而,迄今报道的一维核壳异质结构通常都是混乱无序的。
技术实现思路
本专利技术的目的为了克服现有技术的不足,提供一种垂直定向的氧化钨/氧化铜异质结纳米线阵列气敏元件在探测乙醇中的应用。本专利技术的目的通过下述技术方案予以实现:垂直定向的氧化钨/氧化铜异质结纳米线阵列气敏元件,包括垂直定 ...
【技术保护点】
垂直定向的氧化钨/氧化铜异质结纳米线阵列气敏元件,其特征在于,包括垂直定向的氧化钨/氧化铜异质结纳米线阵列,所述氧化钨/氧化铜异质结纳米阵列由氧化钨/氧化铜异质结纳米线组成,氧化钨/氧化铜纳米线长度为900‑1100nm,所述氧化钨纳米线的直径为17‑24nm,在所述氧化钨纳米线的外围均匀地包裹厚度为5‑15nm的氧化铜,氧化钨和氧化铜形成了同轴核壳异质结构。
【技术特征摘要】
1.垂直定向的氧化钨/氧化铜异质结纳米线阵列气敏元件,其特征在于,包括垂直定向的氧化钨/氧化铜异质结纳米线阵列,所述氧化钨/氧化铜异质结纳米阵列由氧化钨/氧化铜异质结纳米线组成,氧化钨/氧化铜纳米线长度为900-1100nm,所述氧化钨纳米线的直径为17-24nm,在所述氧化钨纳米线的外围均匀地包裹厚度为5-15nm的氧化铜,氧化钨和氧化铜形成了同轴核壳异质结构。2.根据权利要求1所述的垂直定向的氧化钨/氧化铜异质结纳米线阵列气敏元件,其特征在于,在氧化钨/氧化铜异质结纳米线阵列上设置铂电极层,具体为两个间距为1-2cm,大小为2mm*2mm,厚度为80-120nm的铂电极层。3.垂直定向的氧化钨/氧化铜异质结纳米线阵列气敏元件的制备方法,其特征在于,按照下述步骤进行制备:步骤1,沉积钨薄膜材料层:将单晶硅置于超高真空对靶磁控溅射设备的真空室中,以金属钨作为靶材,以惰性气体作为溅射气体,在单晶硅表面沉积钨薄膜源材料层,其中,惰性气体流量为30-45sccm,溅射工作气压为1.2-1.8Pa,溅射功率为75-105W,溅射时间为10-20min,所述惰性气体为氩气、氦气或者氮气;步骤2,一维氧化钨纳米线的结晶生长:将步骤1制得的钨薄膜置于真空高温管式炉设备中进行再结晶热处理,生长气氛为氧气和氩气的混合气体,在氧化钨纳米线生长过程中,控制氧气和氩气流量分别为0.2-0.7sccm和35-40sccm,控制管式炉内生长气压为130-200Pa,管式炉从室温20-25℃升到650-680℃,升温速率4℃/min,在650-680℃保温1.5小时,然后降温0.5小时至350℃,最后自然冷却到室温20-25℃;步骤3,一维氧化钨纳米线的退火处理:将步骤2中制得的一维氧化钨纳米线结构在马弗炉中320-380℃空气环境下常规退火1.5小时,以进一步稳定晶向;步骤4,退火后的氧化钨纳米线表面镀铜:利用超高真空对靶磁控溅射在步骤3处理的一维氧化钨纳米线基底表面沉积铜膜,采用铜为靶材,以惰性气体作为溅射气体,惰性气体为氩气、氦气或者氮气,惰性气体流量为35-45sccm,溅射工作气压为1.2-1.8Pa,溅射功率为85-90W,溅射时间为1.5-6min;步骤5,铜的退火热处理:将步骤4制得的基片在马弗炉中300...
【专利技术属性】
技术研发人员:秦玉香,张晓娟,崔梦阳,刘雕,胡明,
申请(专利权)人:天津大学,
类型:发明
国别省市:天津,12
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