硅纳米线/氧化钒纳米棒复合材料的制备与气敏性能研究

编号：CPJS04954

篇名：硅纳米线/氧化钒纳米棒复合材料的制备与气敏性能研究

作者：张玮祎 ;胡明 ;刘星 ;李娜 ;闫文君

关键词：硅纳米线 氧化钒纳米棒 NO2 气敏性能

机构： 天津大学电子信息工程学院,天津300072

摘要： 采用纳米球光刻和金属辅助刻蚀法以p型单晶硅片制备了硅纳米线阵列,并以此作为基底,通过溅射不同时长的金属钒薄膜并进行热退火氧化处理,制备出硅纳米线/氧化钒纳米棒复合材料.采用扫描电子显微镜和X射线衍射仪表征了该复合材料的微观特性,结果表明该结构增大了材料的比表面积,有利于气体传感,并且镀膜时间对后续生长的氧化钒纳米棒形貌有明显影响.采用静态配气法在室温下测试了该复合材料对NO_2的气敏性能,气敏测试结果表明沉积钒膜的时间对复合材料的气敏性能影响较大.当选择合适的镀膜时间时,适量氧化钒纳米棒增加了材料表面积并形成大量pn结结构,相比纯硅纳米线对NO_2气体的灵敏度有明显提升,且在室温下表现出优良的选择性.同时,对气敏机理做了定性解释,认为硅纳米线与氧化钒纳米棒之间形成的pn结及能带结构在接触NO_2时的动态变化是其气敏响应提升的主要机制.