Ni掺杂SnO_(2)纳米棒的室温氢气敏感性能研究

氢气是一种理想的可再生清洁能源。利用快速灵敏、准确可靠的氢气传感器对环境中的氢气浓度进行实时监测,是保障氢能安全应用的关键。研制可在常温下快速准确运行的新型半导体氢气传感器是本领域研究人员关注的热点。本文采用一步水热法合成Ni掺杂SnO_(2)纳米棒,研究了Ni掺杂含量对产物物相、形貌、组分和氢敏性能的影响。结果表明,Ni掺杂SnO_(2)纳米棒为四方金红石结构,随着Ni/Sn原子百分比从1.1%提升至16.7%,纳米棒直径降低、长径比提升,对3000ppm氢气的响应度呈先增大后减小的趋势。当Ni/Sn原子百分比为3.7%时,所得氢敏元件性能最佳,其响应度和响应时间分别为79.11和71 s,且具有优异氢气选择性。Ni掺杂引起材料长径比和氧空位缺陷浓度增加是材料性能提升的主要原因,该方法可为开发高性能室温半导体氢气传感器提供可行途径。

大面积单层二硫化钼的制备及其光电性能

过渡金属硫族化合物(TMDCs)材料具有优异的电学和光电性能,在下一代光电子器件中具有广阔的应用前景.然而,大面积均匀生长单层的TMDCs仍然具有相当大的挑战.本工作提出了一种简单而有效的利用化学气相沉积(CVD)制备大面积单层二硫化钼(MoS_(2))的方法,并通过调整氧化物前驱体的比例,调整MoS_(2)单晶/薄膜生长.随后,利用叉指电极掩膜板制备出单层MoS_(2)薄膜光电探测器.最后,在405 nm激光激发下,不同电压和不同激光功率条件下均表现出高稳定和可重复的光电响应,响应时间可达毫秒(ms)量级.此外,该光电探测器实现了405—830 nm的可见光到近红外的宽光谱检测范围,光响应度(R)高达291.7 mA/W,光探测率(D*)最高达1.629×10^(9)Jones.基于该CVD制备的单层MoS_(2)薄膜光电探测器具有成本低、能大规模制备,且在可见光到近红外的宽光谱范围内具有良好的稳定性和重复性的优点,为未来电子和光电子器件的应用提供了更多的可能性.

PVDF纳米纤维在微流体中的压电能量收集特性研究

供电系统尺寸过大、寿命较短且需频繁充电的问题已成为当前无线传感和物联网领域亟待解决的关键问题。基于压电纳米材料的微型能量收集器件可将环境中富余的机械能高效地转换成电能,构建自供电的无线传感系统。本文采用静电纺丝技术制备高长径比聚偏氟乙烯(PVDF)压电纳米纤维,通过调整静电纺丝过程中前驱体溶液的浓度实现了对纳米纤维压电?物相含量的调控。结果表明,压电?相的含量会随着前驱液浓度的增加而提高,在浓度为0.13 g/m L时达到最大。当浓度进一步增加,?相含量逐渐降低。所得PVDF纳米纤维能量收集器件具有良好的压电发电性能,在外力作用下可产生约1.6 V的脉冲电输出。将PVDF纳米纤维与微流控芯片进行集成,通过采集液滴流动时所产生机械能,实现了连续的动态压电输出,输出电压峰峰值约为0.2 V。这种液相环境中对流体机械能的高效采集有望推动压电纳米纤维能量收集器件在微流控传感系统中的应用。

铌酸钾钠无铅压电纳米棒阵列的自供电紫外敏感特性研究

采用水热合成技术生长铌酸钾钠(KNN)纳米棒阵列,研究KNN纳米棒阵列的压电响应、光吸收特性和紫外光辐照下的压电发电性能.结果表明,在190℃的水热反应下,可在[100]取向的钛酸锶单晶衬底上生长出沿正交相[110]取向的KNN纳米棒阵列.单根KNN纳米棒的径向压电常数约为56pm/V.此外,KNN纳米棒阵列对360nm以下的紫外光具有较强吸收,且吸收峰位于245nm处.将纳米棒阵列进行封装,可构成垂直结构的压电发电器件.在作用力为8N、频率为3Hz的垂直敲击作用下,纳米棒阵列在黑暗环境中可产生峰峰值为8.11V的交流脉冲电压,且输出电压峰峰值会随器件所受紫外辐照的波长和功率的变化而发生改变,呈显著自供电的紫外光敏特性.其中,当光功率为0.25mW/cm^2、紫外光波长从310nm降低至265nm时,器件输出电压峰峰值由7.87V降低至7.64V.当紫外光波长为310nm,光功率提高至3.25mW/cm^2时,器件峰峰值降低至7.54V.KNN纳米棒阵列这种自供电紫外敏感特性,可归因于紫外光照射下KNN纳米棒中光生载流子在压电势作用下的重新分布对压电势的屏蔽效应所致.

SnO_(2)修饰MoS_(2)薄膜的n-p可调室温氢气响应及其原位SKPM研究

研发高性能氢气传感器对氢能及相关产业发展具有重要意义.2D-MoS_(2)纳米材料在构建快速可靠的室温氢气传感器方面优势显著,但灵敏度和选择性较差.本文报导了具有n-p可调型氢敏响应行为的SnO_(2)修饰MoS_(2)薄膜,其原位SKPM研究表明SnO_(2)(0.38 eV)和MoS_(2)(0.26 eV)在氢敏响应中会出现不同的表面电势变化,使其界面势垒随SnO_(2)覆盖率的增加而改变,从而使界面效应对体系n型氢敏响应的积极贡献转变为负面补偿.当SnO_(2)覆盖率为6.4%时,传感器具有增敏、提速且选择性好的n型氢敏响应,当其提高至95.6%时呈现p型响应.这种随结构n-p可调的氢敏响应既能用于传感层的敏感性能调节,还可为MoS_(2)基二维材料的气敏响应类型调控提供简单易行、成本低廉的方法.

意外的求婚

我和男友是校园恋情,在学校的时候操场边的小山坡是我们经常约会的地方,这个小山坡也被我们戏称为"情人坡"。男友说情人坡见证了我们爱情的甜蜜,他以后也要在情人坡跟我求婚,让这个小山坡继续做我们幸福婚姻的见证。毕业三年后我的生日,男友将我约到了学校的情人坡。等我到了情人坡才发现除了男友,还有早已等候多时的同学们,看着这一张张熟悉万分的脸,我有一种回到校园的感觉。