冯秋霞，于　鹏，王　兢，李晓干

(1.大连理工大学 电子科学与技术学院，辽宁 大连 116023; 2.大连东软信息学院 电子工程系，辽宁 大连 116023)



静电纺丝法制备钇掺杂的ZnO及其对丙酮的气敏特性研究

冯秋霞1,2，于鹏1，王兢1，李晓干1

(1.大连理工大学 电子科学与技术学院，辽宁 大连 116023; 2.大连东软信息学院 电子工程系，辽宁 大连 116023)

摘要：为改善ZnO对丙酮的气敏响应，采用静电纺丝法，利用PVP/Zn(NO3)·6H2O/Y(NO3)3·6H2O等制成的前驱液，制备了钇掺杂的ZnO纳米纤维，通过XRD、SEM等表征手段对制备的纯ZnO和掺杂的ZnO样品进行了表征分析．将制备的纯ZnO和钇掺杂的ZnO纳米纤维制成电阻型气体传感器．气敏测试结果表明，Y掺杂有效改善了ZnO纳米纤维对丙酮气体的敏感特性.在440 ℃时,对1×10(-6)～200×10(-6)(体积分数)丙酮具有良好的响应，响应时间为14～40 s，恢复时间为20～55 s，对于100×10(-6)丙酮的响应值约为70(S=Ra/Rg)，并且对于乙醇、氨气、甲醇、甲醛、甲苯、苯有较好的选择性．同时分析了该材料对丙酮的敏感机理．

关键词：静电纺丝法；ZnO纳米纤维；钇掺杂；丙酮传感器

0引言

近年来，ZnO一直以其优良的电学、催化和光电性质而备受关注．作为重要的II-VI族半导体材料，ZnO已经被广泛研究．将其应用于气敏传感器材料中，它对多种还原性、氧化性气体具有良好的气敏响应，比如对CO、H2、NH3、丙酮等．然而，基于ZnO的传感器也存在一些问题，比如响应低，工作温度高，不能测试较低浓度气体等[1-3]．

掺杂杂质元素是改善材料电学等特性的方法之一[4]，也是增强气敏特性的方法之一[5]，例如SAHAV等制备的Al掺杂ZnO的LPG(液化石油气)传感器，在工……