ZnO:Na纳米晶室温表面光电压气敏机理的研究

采用简单溶胶凝胶法在溅射有Au/Ti叉指电极的PET柔性基底上制备出不同Na掺杂浓度的ZnO纳米晶。通过对样品的微结构和光学性质表征,探究光辅助室温NO_(2)气敏机理与表面光电压之间的联系。X射线衍射(XRD)结果显示所有样品均为六方纤锌矿结构,Na的掺杂并没有出现Na及其氧化物的衍射峰。室温气敏测试结果显示Na掺杂ZnO纳米晶具有优良的室温气敏性能,能够检测到0.94 mg/m^(3)浓度的NO_(2),相对于纯ZnO纳米晶体气敏响应明显提高。表面光电压谱(SPV)和紫外可见分光光度计(UV-Vis)实验结果表明掺杂ZnO样品的室温气敏性可能与其表面缺陷含量和缺陷能级有关。Na掺杂能够显著增强光生电荷的分离,同时也引入了更多的氧空位(Vo)和活性位点,促进了NO_(2)气体与表面吸附电离氧缺陷的反应。另外光学带隙的蓝移和新产生的缺陷能级也进一步提高了对NO_(2)气体的灵敏度。