论文摘要
气敏材料与传感器已广泛用于电子鼻、电子舌等仿生系统的设计。在食品工业、环保检测、反恐、防恐、毒品检测、人类及动物的一些疾病的早期预测和实时在线监控等方面具有重要的应用价值。研究高灵敏度、快速响应、重现性良好的有机薄膜传感器，同时，通过材料-工艺-器件性能的相关性研究，探讨有机膜的气敏规律性，用于指导新材料及器件的设计和开发，对该领域的深入研究及新器件的推广应用具有重要的意义。本文概述了气体传感器的研究进展，分析了影响气敏性能的主要因素及改进措施。针对这些问题，从敏感材料和制备工艺入手，探讨了如何改善这些性能的有效途径。本文首先探讨了气体敏感材料的选择。目前有机敏感材料、有机-无机复合材料因具有诸多优点而成为研究的热点。本文采用原位化学氧化聚合法制备了PEDT（3，4-聚乙撑二氧噻吩）、PPy（聚吡咯）、PPy-TiO2三种敏感薄膜。对于PEDT，本文采用化学氧化法的工艺，探讨了工艺对成膜的影响，用扫描电子显微镜（SEM）观察膜的表面形貌，运用红外吸收光谱（IR）分析验证了所生成的PEDT聚合物。采用场效应管制备了PEDT气体传感器，研究了其对氨气的敏感特性，测量了其漏电流随温湿度的变化。结果表明PEDT对氨气有一定的敏感性。运用静电力自组装和原位化学氧化聚合相结合的方法制备了PPy薄膜和PPy-TiO2复合膜，并进行了紫外-可见光谱分析、红外吸收光谱（IR）分析和原子力显微镜分析比较。采用平面叉指电极分别制备了PPy和PPy-TiO2气体传感器，研究了他们在常温下对有毒气体NH3的敏感性，测试了其电阻随温湿度的变化，并做了相关比较。结果表明，掺杂了TiO2无机物的PPy-TiO2传感器虽然在灵敏度上略低于纯的PPy传感器，但是在响应-恢复时间上却得到了很大提高，同时在温湿度和稳定性方面也得到了一定改善。本论文的结论对聚合物及其复合材料的气体传感器的进一步研究具有一定的参考价值。
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摘要ABSTRACT第一章 绪论1.1 课题的来源和意义1.2 课题背景1.3 气体传感器技术及发展现状1.3.1 气体传感器概述1.3.2 气体传感器的原理及分类1.3.3 气体传感器存在的问题与发展趋势1.3.4 氨气传感器的研究现状1.4 本课题的任务第二章 器件结构选择与设计分析2.1 气体传感器的基本器件结构2.2 MOSFET的类型2.2.1 MOSFET基本结构及工作原理2.2.2 描述MOSFET性能的主要特性参数2.2.3 MOSFET气敏传感器的主要特性参数2.2.4 化学场效应管（ChemFET）的基本原理2.2.5 制备工艺及技术指标2.3 平面叉指电极的类型2.3.1 平面叉指电极基本结构及工作原理2.3.2 平面叉指电极传感器参数分析2.3.3 平面叉指电极及引线的制备第三章 PEDT敏感膜的制备及特性测试3.1 PEDT薄膜的制备3.1.1 PEDT的特性及合成方法3.1.2 试剂与仪器3.1.3 PEDT薄膜制备3.2 PEDT薄膜表征3.2.1 扫描电子显微镜（SEM）分析3.2.2 PEDT膜的红外吸收光谱分析3.3 PEDT传感器特性测试与结果讨论3.3.1 器件结构及测试装置3.3.2 气敏特性测试3.3.3 温湿度特性3.4 本章小结第四章 PPy敏感膜的制备及特性测试4.1 PPy薄膜的制备4.1.1 PPy的特性及合成方法4.1.2 试剂与仪器4.1.3 PPy薄膜的制备4.2 PPy薄膜表征4.2.1 PPy原子力显微镜分析4.2.2 PPy紫外-可见光谱分析4.2.3 PPy红外吸收光谱分析4.3 PPy传感器特性测试与结果讨论4.3.1 气敏特性测试4.3.2 温湿度特性4.4 本章小结2敏感膜的制备及特性测试'>第五章 PPy-TiO2敏感膜的制备及特性测试2薄膜的制备'>5.1 PPy-TiO2薄膜的制备2的特性及合成方法'>5.1.1 PPy-TiO2的特性及合成方法5.1.2 试剂与仪器2复合薄膜的制备'>5.1.3 PPy-TiO2复合薄膜的制备2复合膜表征'>5.2 PPy-TiO2复合膜表征2原子力显微镜分析'>5.2.1 PPy-TiO2原子力显微镜分析2导电性能的研究'>5.2.2 PPy-TiO2导电性能的研究2紫外-可见光谱分析'>5.2.3 PPy-TiO2紫外-可见光谱分析2红外谱图分析'>5.2.4 PPy-TiO2红外谱图分析2传感器特性测试与结果讨论'>5.3 PPy-TiO2传感器特性测试与结果讨论5.3.1 气敏特性测试5.3.2 温湿度特性5.4 本章小节第六章 结论与展望6.1 本文研究结论6.2 本论文工作展望致谢参考文献攻读硕士期间取得的研究成果
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