郭 敏,刘松涛,王俊勃,思 芳,窦 博,董 玺

(西安工程大学 材料工程学院,陕西 西安 710048)

0 引 言

乙醇作为一种易燃性材料广泛应用于食品、卫生、安全及汽车燃料等领域,利用气敏传感器检测乙醇气体成为重要的研究领域[1]。SnO2作为一种典型的n型半导体,具有3.6 eV的宽禁带,被广泛应用于气敏传感器等材料领域,在检测乙醇、甲醛、H2S等还原性气体领域发挥重要的作用[2-8]。然而纯SnO2粉体制成的传感器件对乙醇等还原性气体的灵敏度不高,限制了SnO2气体传感器的进一步应用[9-10]。

为了改善SnO2的气敏性能,学者们分别从形貌调控、细化SnO2颗粒粒径和添加掺杂元素提高SnO2对乙醇等还原性气体的灵敏度。研究发现,SnO2形貌调控可显著影响SnO2对乙醇等还原性气体的灵敏度[11-12],而且,随着SnO2颗粒粒径的减小,SnO2对乙醇等还原性气体的灵敏度不断提高[13-15]。同时,添加不同的掺杂元素大幅度地提高了SnO2对乙醇等还原性气体的灵敏度[16-19]。其中,添加稀土元素可以减小SnO2晶粒的粒径,进而提高SnO2对还原性气体的灵敏度,使稀土元素成为改善SnO2气敏灵敏度的重要掺杂元素[20-24]。稀土元素中La元素的研究尤其令人关注。谢俊叶等采用真空热蒸发两步法在玻璃衬底制备SnO2和La掺杂SnO2薄膜,结果显示,La掺杂SnO2薄膜提高了样品对气体的灵敏度[25]。TAMMANOON等采用火焰喷雾法制备了掺杂La2O3的SnO2纳米粒子,并对其进行测试与表征,结果显示,掺杂了La2O3以后,提高了样品的灵敏度[26]。研究发现,掺杂La元素可以阻碍SnO2的晶粒长大,使得样品的比表面积增大,从而提高了SnO2对气体的灵敏度[27]。……