一、空穴注入型CuPc二氧化氮气体传感器研究（论文文献综述）
刘萌,宋健,王跃林,李铁[1]（2021）在《有机场效应晶体管气体传感器研究进展》文中研究表明有机场效应晶体管（OFET）具有高效的信号转化与放大作用,在气体传感器研究领域受到广泛关注。本文围绕近年来相关研究工作,重点介绍并总结了OFET气体传感器在检测不同物理化学性质的有害气体方面的研究进展。同时,对OFET气体传感器未来的发展方向提出展望,为相关领域的研究提供参考。
黄亦凡[2]（2021）在《二硫化锡基复合材料气敏性能研究》文中研究指明人类生活在气体环境之中,气体种类和浓度的检测在环境监测,工业生产,医疗健康,食品安全等方面具有重要作用。尽管已经人们已经陆续地发现多种气敏材料,如金属氧化物类,有机物类,碳材料类等,但是他们的检测范围主要为百万分之一（ppm）级别,且往往具有工作温度高,重复性差,特异性低的缺点。目前,室温下,对于十亿分之一（ppb）级别浓度气体的高灵敏度检测仍是一个巨大的挑战。本论文针对二硫化锡材料,通过和碳材料等其他材料复合,并利用官能团修饰,量子点尺寸改性等方式,制备出了一系列的二硫化锡基气体传感材料。这些材料在室温下,实现了ppb级别的二氧化氮、氨气的高灵敏度、高特异性检测,在实时远程医疗监控,食品腐败监控等领域具有极大的应用前景和商业价值。此外,结合能带理论,气体吸附理论,密度泛函理论等理论,对所制备材料的高性能气敏机理进行了深入的研究。具体研究内容如下:以三种碳材料（石墨烯,碳纳米管,生物炭）为模板,采用水热法原位生长出三种碳材料/二硫化锡复合物。碳材料本身具有更高的载流子浓度,并且作为生长骨架为二硫化锡材料提供了载流子迁移通路,使二硫化锡复合材料的电阻值降低至兆欧级别。进而,研究了碳材料/二硫化锡在室温下对于ppb级别二氧化氮的气敏性能,以及光照对气敏性能的影响。研究表明,碳材料/二硫化锡材料具有较高的灵敏度,以及特异性。在实验上,实现了在25ppb至1ppm的宽检测区间内的响应。此外,光照的波长和强度是对气敏性能影响的主要参数。总的来说,低光强对于气敏性能具有更好的增强效果,对灵敏度的增强效果最高达到5.86倍,在1m W/cm2红光照射下,石墨烯/二硫化锡材料实际最低检测线达到10ppb。针对石墨烯/二硫化锡气敏材料,利用官能团修饰和量子点尺寸改性,对石墨烯和二硫化锡分别进行改造,制备出磺化石墨烯/二硫化锡和二硫化锡量子点/石墨烯气敏材料。磺化石墨烯/二硫化锡对125ppb的二氧化氮和1ppm的氨气的灵敏度分别达到17%和11%,并且在30%至90%相对湿度范围内,性能保持稳定。在超声作用下,磺化石墨烯/二硫化锡可以快速分散在乙醇溶液中。作为气敏墨水,可以保持数小时内不沉降。该墨水可以直接涂覆在玻璃,纸,布上,并且在弯折以及扭曲状态下均可保持对二氧化氮和氨气的响应。二硫化锡量子点/石墨烯实现了气体和光照的双功能传感性能。对于1ppm的二氧化氮灵敏度达到860%,响应时间和恢复时间分别为114s和166s;对于450nm的蓝光,光响应达到2.08×103 A/W。此外,在1m W/cm2的红光照射下,传感器灵敏度提升了5.1倍,实际最低检测浓度达到1ppb。第一性原理计算证明,和单一材料相比,石墨烯/二硫化锡复合材料对气体分子的吸附能会提升。能带理论和气体吸附理论解释了光照波长和强度对于气体吸附率,以及吸附性能的影响。利用液态金属柔性电极,二硫化锡气敏材料,蓝牙传输终端,制备出具有无线传输功能的人体呼吸检测设备。该设备利用二硫化锡对于水分子的快速响应和吸附性能,实现了对正常呼吸,深呼吸,快速呼吸,呼吸抑制等场景的实时监控。利用二硫化锡对于一氧化氮气体的高气敏性能,以及水分子和一氧化氮分子不同的氧化还原类型,实现了人体呼出一氧化氮浓度过高的警报功能。此外,以二硫化锡为基底,原位生长出Cu3（HHTP）2材料,构建出MOF@Sn S2的pn异质结构。和本征MOF材料相比,复合材料对氨气的灵敏度提升了4倍,实现了125ppb至10ppm的氨气检测,并提升了MOF材料对其他肉类腐败气体的抗干扰性。该装置可以实现对肉类食品的腐败程度监测。和国际标准的康威氏法相比,该方法快速简易,在冷链运输,市场肉类销售,家用等方面应用广泛。
刘洁尘[3]（2021）在《方酸小分子掺杂聚噻吩有源层的OTFT及其气敏特性的研究》文中进行了进一步梳理有机薄膜晶体管（OTFT）作为现代电子领域中十分重要的元器件,在多个领域都拥有广阔前景。由于该器件的有机半导体层具有化学敏感性,而且器件在电路中具有放大参数的能力,所以在气体传感器领域备受关注。方酸小分子材料在有机太阳能电池领域被认为具有广阔的应用前景,因为其在可见-近红外区的高吸收性质,且光、热稳定性强,同时还具有易合成、能带隙可调节的特点。但是应用在有机薄膜晶体管领域的研究较少。因此本次工作将主要研究在OTFT的有机半导体层中掺杂方酸小分子材料对OTFT气体传感器气敏性能的影响,为提升OTFT气体传感器的气敏性能提供一种新的研究思路。本论文的研究内容为:1.通过分别在有机半导体层中掺杂不同种类方酸小分子ASQ-F、ASQ-NONE、ASQ-OME,制备了不同的混合有机半导体层OTFT体传感器,研究了掺杂不同的方酸小分子对OTFT器件性能及气敏性能的影响。实验结果表明,掺杂三种方酸小分子材料都可以明显提升器件的气敏性能,在30ppm NO2浓度的环境氛围中,掺有ASQ-F的器件气敏性能提升至8.56倍,掺有ASQ-OME的器件气敏性能提升至3.39倍,而掺有ASQ-NONE的器件气敏性能仅提升至2.58倍。通过分析,得出掺杂不同种类方酸小分子会对有机半导体层形貌产生较大的影响进而影响气敏性能,同时不同材料所含有的不同的官能团也会对器件的气敏性能造成一定的影响。2.通过在有机半导体层中掺杂不同浓度的方酸小分子ASQ-F,制备了混合有机半导体层OTFT气体传感器,有效提升了器件的气敏性能。其中,在1 ppm NO2气体氛围下,器件的开态电流变化率提升至19.77倍;在30 ppm NO2气体氛围下,器件的开态电流变化率提升至8.56倍。通过分析,得出性能提升的原因是在P3HT中掺入方酸小分子ASQ-F,会增大有机半导体薄膜的粗糙度,增大了NO2气体和有机半导体薄膜的接触面积,有利于NO2分子扩散进入有机半导体薄膜内部,进而提升了器件的气敏性能。综上所示,通过在OTFT的有机半导体层中掺杂一定比例的方酸小分子,可以有效提升器件的气敏性能。
范惠东[4]（2020）在《界面修饰对有机场效应晶体管及其气敏特性的影响》文中提出作为有机电子学中重要的组成部分,有机场效应晶体管（Organic Field-Effect Transistor,OFET）自被发明以来备受人们的关注,吸引了众多科研工作者的注意力。和传统的无机场效应晶体管相比,OFET具有制备成本低、机械柔韧性高、可大面积生产、和传统电路兼容性高、半导体材料可定制、易实现透明化等优点。同时,作为敏感电子学与传感技术领域的重要热点之一,OFET传感器也有着越来越广泛的应用,尤其是作为气体传感器应用于即将到来的人工智能（Artificial Intelligence,AI）和物联网（Internet Of Things,IOT）领域,这对基于OFET的微电子器件的各项性能指标提出了越来越高的要求,例如灵敏度、光电稳定性、高温高湿稳定性等。为了满足这些需求,本论文工作从器件结构、半导体掺杂出发,制备了具有较高气敏特性的气体传感器。同时,利用OFET器件组成的逻辑电路,克服了OFET器件在高湿度环境下电学稳定性不高的问题,并将该逻辑电路应用于气体传感器领域,使其能够消除高湿度环境对OFET气体传感器的影响。本论文的研究内容具体分为以下三个部分:1、研究了p-n异质结对OFET气体传感器气敏特性的影响。通过引入n型半导体材料N,N′-二正辛烷基-3,4,9,10-苝四甲酰二亚胺（PTCDI-C8）,对酞菁铜（Cu Pc）半导体层进行修饰,形成p-n异质结,分析了不同厚度的PTCDI-C8半导体层对OFET器件性能的影响。基于此,该OFET气体传感器对2 ppm二氧化氮（NO2）的响应度提升了10倍。并通过原子力显微镜（AFM）研究了基于不同厚度PTCDI-C8层的异质结形貌,分析了异质结OFET气敏特性提升的根本原因。2、研究了氧化石墨烯（Graphene Oxide,GO）掺杂对于OFET气体传感器气敏特性的影响。制备了基于聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）和氧化石墨烯混合的介电层,并应用于的OFET气体传感器。测试结果表明,基于PMMA/GO混合介电层的OFET传感器,对2 ppm氨气（NH3）的响应度提升了20倍,且寿命也大幅度增加。通过AFM、X射线衍射（XRD）、傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）等设备表征了混合介电层、半导体层的形貌、结晶特性以及薄膜中基团的变化,分析了基于混合介电层的OFET传感器气敏特性提升的根本原因。此外,本论文还研究了将GO掺杂至有机半导体6,13-双（三异丙基甲硅烷基乙炔基）并五苯（TIPS-pentacene）中,制备了TIPS-pentacene/GO混合半导体层,并应用于OFET气体传感器,测试结果表明,基于TIPS-pentacene/GO混合半导体层的OFET气体传感器对NO2的响应度提升了一个数量级,并通过AFM研究了GO掺杂对半导体层形貌的影响,深入研究了OFET器件气敏特性变化的根本原因。3、研究了紫外臭氧处理（UV-ozone）后的聚苯乙烯（PS）/poly（bisdodecylquaterthiophene）（PQT-12）混合半导体层对于OFET器件气敏特性的影响。制备了PQT-12/PS混合半导体层,并利用UV-ozone对混合半导体层进行照射,改变了PS的化学结构,在混合半导体层中形成了新的官能团,探讨了其对OFET气体传感器气敏特性的影响,经过UV-ozone处理后的OFET器件对200 ppb的NO2的响应度提升了一个数量级。同时,利用未经处理和处理后的两种OFET器件组成了逻辑电路,通过该逻辑电路,创新性的提出利用测量电压的方式以探测NO2气体。该逻辑电路能够使气体传感器免受测量环境中湿度对于OFET气体传感器的影响。在相对湿度为75%的环境中,源漏电流的变化率为21%,而该逻辑电路的电压输出几乎保持不变,同时该逻辑电路能够探测出200 ppb的NO2。并且,基于该逻辑电路的气体传感器能够摆脱OFET器件对于复杂的半导体测试系统的需求,输出电压的测试仅需电源和电压表即可完成,大大减少了气体传感器对复杂测试设备的依赖。综上所述,本工作针对OFET气体传感器灵敏度比较低、湿度稳定性差以及设备需求度高等问题,利用改变器件结构、掺杂功能性材料等方法对OFET器件的界面进行修饰,并通过设计逻辑电路等多种方法,改善了OFET气体传感器的气敏特性,得到了高性能的OFET气体传感器,为其在人工智能和物联网领域的广泛应用打下了坚实的基础。
袁震[5]（2020）在《微结构气湿敏薄膜与集成传感器研究》文中进行了进一步梳理随着物联网（IoT）技术的发展和自动化趋势,传感器作为物联网系统的前端核心器件与基石,其研发也越来越受到了广泛关注。在众多传感器中,以检测对象为环境中特定气相分子的气湿敏传感器在环境质量监测、智能家居、无人仓储等应用中起到了决定性作用。为了满足应用需求,气湿敏传感器也朝着高性能、低功耗、小尺寸、多功能、集成化的方向发展。目前气湿敏传感器存在检测精度有限、功耗较高、设备仪器庞大、功能单一、集成化程度低等问题,无法充分满足应用需求。针对这一现状,本文以微结构气湿敏薄膜与集成传感器的制备与研究作为研究课题,从微结构气湿敏敏感薄膜制备方法、薄膜结构对敏感特性影响、微传感器结构设计与制备、传感器阵列与系统的构建与应用等方面展开,同步开展敏感机理分析研究,建立相关模型。主要内容分为五部分。1.采用质子化工艺处理聚乙烯亚胺（PEI）材料,克服了其与氧化石墨烯（GO）水分散液共混絮凝的问题,实现了质子化PEI（P-PEI）与GO复合湿敏材料的制备,并通过浸涂工艺在石英晶体微天平（QCM）器件表面沉积敏感薄膜,制备湿度传感器。表征结果表明:PEI被成功质子化;表面形貌及谐振频移表明所制备复合薄膜的波纹状结构较单一材料薄膜具有更高的比表面积和更大的成膜质量,可提供更多的吸附位点有利于薄膜吸附。湿敏测试结果表明复合材料解决了单一材料灵敏度不足,高湿不起振等问题,灵敏度达到19.1 Hz/%RH,具有良好的重复性、选择性与稳定性,湿滞较单一材料明显减小。2.采用不同工艺方法分别在QCM器件表面制备GO/PEI分层复合薄膜,并研究了其湿敏特性。通过气喷工艺在QCM器件表面依次沉积PEI和GO材料。光谱分析证明PEI与GO间存在酰胺反应及离子作用,可形成稳定键合作用。表面形貌分析可观察到复合薄膜表面皱褶丰富,GO片层通过微区再溶解作用插入PEI层中,构成三维微结构,增加薄膜吸附面积。湿敏测试结果表明,所制备GO/PEI气喷分层传感器灵敏度为27.3 Hz/%RH,重复性、选择性、稳定性良好,湿滞小。为了研究分层薄膜结构对敏感薄膜湿敏特性的影响,基于GO与PEI之间的键合作用及PEI固有的粘附力作用,通过层层自组装工艺在QCM器件表面逐层交替沉积GO和PEI薄膜。结果表明,自组装GO/PEI薄膜QCM传感器的响应恢复时间较长且湿滞较大。比较气喷分层薄膜与自组装薄膜结构,可得出GO的嵌入结构有利于水分子的吸附与传导,表明薄膜微结构对QCM湿度传感器的湿敏响应有显着影响。综合分层复合薄膜较单一PEI、单一GO材料的湿敏测试与表征结果,建立了湿敏及湿滞机理模型。3.采用半导体工艺技术设计并制备不同结构的气湿敏场效应管,并验证了其气敏性能。首先,基于绝缘层上硅（SOI）晶片制备超薄体（UTB）型场效应管,通过在沟道顶部通过旋涂工艺修饰湿敏材料,成功制备了湿度传感器,湿敏响应为8.6%/%RH,通过底栅作用研究了其敏感机理。同时,为了提高工艺可操作性,降低器件成本,采用体硅结构制备无栅场效应管并通过蒸镀工艺在沟道表面沉积酞菁铜（CuPc）材料制备气体传感器,传感器显示出对二氧化氮的良好气敏响应,最低可检测50 ppb的二氧化氮气体,具有良好的选择性。通过实验实践证明了场效应管结构可应用于微结构气湿敏传感器的制备中。4.采用离子注入工艺对气湿敏场效应管进行沟道掺杂,调节阈值电压,并通过光刻工艺与真空蒸镀工艺对沟道进行修饰,制备了基于无栅场效应管结构的氨气传感器、硫化氢传感器和湿度传感器。所制备的氨气、硫化氢传感器具有良好的气敏特性,可实现10 ppb至5 ppm的目标气体检测,对1 ppm的目标气体响应分别达到13.3和724.5;制备的湿度传感器灵敏度为33.9%/%RH。三种传感器具有良好的重复性与选择性,气敏交叉串扰、检测滞回较小。基于测试结果,通过吸附理论与半导体能带理论建立了场效应管型气湿敏传感器敏感机理。5.通过电路设计与检测腔体设计,结合多场效应管型气湿敏传感器组成的传感器阵列构建气湿敏检测系统。通过该系统对氨气、硫化氢、湿度的监测来实现对鸡蛋和肉类的质量监测,并检测了两种食品在不同温度下的变质时间。实现了微结构集成传感器系统的构建与应用示范。
耿欣[6]（2019）在《可见光激发型氧缺陷ZnO1-x室温NO2气体传感器的研究》文中研究指明NO2气体是影响空气质量的重要污染物之一,研发高响应、低成本、易维护的NO2半导体气体传感器尤为必要,其中,ZnO是具有较好应用前景的NO2半导体气敏材料。目前,半导体气体传感器的重要研究方向之一是降低工作温度,室温为最佳。利用紫外光激发可以有效地将ZnO的工作温度降低到室温。然而,紫外光需要定制光源,还会使传感器装置中高分子部件发生老化,甚至会引起目标气体发生分解或化合反应,有一定的使用局限性,所以研发可见光激发型ZnO室温N02气体传感器更有实际应用前景。本文面向研发高性能可见光激发型ZnO室温NO2气体传感器的需求,立足ZnO可见光吸收能力差、电子浓度低和室温N02吸附活性有限这三个核心问题,通过氧缺陷自掺杂手段拓宽了 ZnO可见光吸收范围,增大其电子浓度,改善其NO2吸附活性,进而显着提高其室温N02气敏性能。分别采用紫外可见吸收光谱（UV-Vis）、基准电阻测量和室温N02气敏性能测试研究了 ZnO可见光吸收能力、电子浓度和NO2吸附活性随氧缺陷浓度的变化规律,并结合第一性原理计算（DFT）从吸附能以及电子转移的角度分析了氧缺陷浓度与气敏性能增强的内在联系,建立了可见光激发型ZnO1x室温NO2气体传感器的气敏机理模型。此外,本文在高浓度氧缺陷的基础上还通过构建分级和低维纳米结构、同型异质结复合、引入窄带隙半导体和rGO四种方法进一步提高了可见光激发型ZnO1-x气体传感器的室温NO2气敏性能。具体的研究内容如下:（1）多孔纳米结构ZnONx的NO2气敏特性研究。构建多孔纳米结构有利于增大材料的比表面积和孔隙率,提高NO2气体的吸附位数量和吸附活性,加快气体扩散速度,将氧缺陷自掺杂和构建多孔纳米结构两种方法结合以提高ZnO的室温NO2气敏性能。实验采用溶液等离子喷涂（SPPS）方法制备了多孔纳米结构高浓度氧缺陷ZnO1-x传感器,SPPS工艺具有的超高温度、超快冷却速度和还原性气氛三个特点使ZnO中生成了高浓度氧缺陷,氧缺陷的存在使ZnO可见光吸收范围发生了明显红移,电子浓度增大,可见光照射下,多孔纳米结构氧缺陷ZnO1-x传感器对ppm（体积浓度单位,1ppm=0.75mg/mn3）级NO2表现出了良好的室温气敏响应,但是传感器的响应较低,响应和恢复时间较长,需要进一步提升其性能。此外,可见光的波长和光强对ZnO、传感器的气敏性能具有显着的影响,当波长减小或光强增大时,传感器的气敏性能明显提高,10.0mW/cm2蓝光为最佳激发光源。（2）不同氧缺陷浓度ZnO1、的NO2气敏特性研究及DFT模拟计算。为了研究氧缺陷浓度对NO2气敏性能的影响规律,鉴于SPPS工艺很难实现大范围氧缺陷浓度的调控,通过热分解ZnO2可以制备不同氧空位浓度ZnO1-x气敏层,通过调控ZnO2含量制备不同氧缺陷浓度ZnO1-x传感器,实验主要围绕氧缺陷浓度对ZnO带隙宽度、吸光能力、电子浓度和NO2吸附活性的影响规律开展研究,当氧缺陷浓度增大时,ZnO1-x的带隙宽度减小,可见光吸收能力和电子浓度增大,室温NO2气敏性能增强,传感器的响应提高,响应和恢复时间缩短。此外,本章还利用DFT模拟研究了氧缺陷浓度对ZnO带隙宽度、吸附能以及电子转移的影响规律,计算表明ZnO带隙变窄的本质原因是氧缺陷导致价带顶上移并使价带发生展宽。同时,增大氧缺陷浓度会减小NO2气体在ZnO1-x表面的吸附能,反应活化能下降,NO2气体的吸附反应更容易进行。氧缺陷浓度的升高还会促进NO2气体与ZnO1-x之间电子转移,传感器的响应更高,响应和恢复时间更短。（3）分级结构ZnO1-x纳米片的NO2气敏特性研究。针对多孔纳米结构ZnO-x室温N02气敏响应有限的问题,结合分级纳米结构和氧缺陷自掺杂两种手段共同提升ZnO1-x的室温NO2气敏性能。首先采用直接沉淀法合成了分级结构ZnO纳米片粉末,然后利用悬浮火焰喷涂（SFS）制备了分级结构ZnO1-x纳米片柔性传感器,与SPPS类似,SFS工艺也具有较高温度、较快冷却速度和还原性气氛三个特点,因此SFS喷涂产物也含有高浓度氧缺陷。实验通过调节喷涂距离获得了不同氧缺陷浓度ZnO1-x气敏层,与多孔纳米结构ZnO1-x相比,在氧缺陷浓度和可见光吸收范围相似的情况下,分级结构ZnO1-x纳米片对ppm级NO2的气敏响应有了明显提高,分级结构解决了 0D纳米颗粒容易团聚的问题,显着增大了材料的比表面积,提高了 NO2气体的吸附位数量和活性。此外,目前制备柔性气体传感器的方法大多为中低温法,本实验是较少采用高温沉积法制备柔性气体传感器的例子,工艺简单且效率更高。（4）多孔纳米结构ZnO1-x异质结复合物的N02气敏特性研究。针对ZnO1-x室温NO2气敏性能有限的问题,结合异质结复合和氧缺陷自掺杂两种手段进一步提高ZnO1-x的气敏特性。实验主要采用了两种复合改性的思路,第一种是引入SnO1-α和SnO2-γ构建同型异质结,由于能级结构匹配,将SnO1α或Sn02-γ与ZnC1-β复合能有效分离电子空穴对,增大电子浓度,促进气敏材料与N02气体之间的电子转移,减小N02气体获取电子的难度,提高传感器的气敏响应。第二种是引入窄带隙半导体Cu2O1-α和CuO1-γ以大幅提高ZnO1-β吸收可见光的范围和能力,加快NO2气体在材料表面的吸附和解吸附速度,实验通过溶液等离子喷涂（SPPS）方法分别制备了 SnO1-α@ZnOi-β@SnO2-γ和Cu2ONα@ZnO1-β@CuO1-γ两种高浓度氧缺陷ZnO1-β基复合物传感器,与ZnO1-x相比,虽然二者氧缺陷浓度和表面形貌基本一样,但是SnO1-α@ZnO1-β@SnO2-γ和 C01O-@ZnO1-β@CuO1-γ传感器的室温NO2气敏性能大幅提升了,传感器的响应更高,且响应和恢复时间更短。（5）rGO@ZnO1-x纳米片的N02气敏特性研究及分子动力学（MD）模拟计算。针对ZnONx室温气敏响应有限的问题,在高浓度氧缺陷的基础上,通过引入rGO以利用其比表面积高、导电性好以及电子传输快等优点进一步提高了 ZnO1-x的室温NO2气敏性能。实验通过还原性气氛水热反应法合成了 rGC@ZnO1-x复合物,产物形貌为rGO包裹ZnO纳米片,大量ZnO纳米片均匀地负载在rGO片层上,rGO@ZnO1-x复合物在整个可见光区域都有很强的吸收,相比于ZnO1-x传感器,rGO@ZnO1-x复合物的气敏性能有了大幅提高,即使对ppb级NO2都具有优异的室温气敏响应,检测极限很低且响应和恢复速度很快。此外,本章利用MD模拟从吸附能的角度研究了 rGO@ZnO1-x复合物的NO2气敏性能增强机理,计算表明石墨烯的引入使NO2气体的吸附能下降了三分之二,反应活化能明显减小,NO2气体的吸附反应能更容易和快速地进行。
姜芸青[7]（2018）在《多孔性硅纳米线结构改性及其气敏性能研究》文中提出环境保护和人类健康的需求使有毒有害气体的高效准确探测变得越来越重要。当前气体传感器正向着低廉节能化、微型便携化、高精度化、数据稳定化、集成兼容化方向发展。一维纳米硅基室温气体传感器在发展高性能、便携化、可集成式气体传感器与智能传感系统方面极具应用前景,其制备与现代集成工艺高度兼容、室温工作,并且具有一维纳米结构作为气体传感器敏感元的诸多优点。然而室温高湿度环境会导致硅纳米线传感器气体敏感性能的严重衰减甚至失效。本论文主要研究多孔性硅纳米线阵列气敏传感器的微结构调控并进一步通过功能改性提升传感器的室温抗湿度干扰性能。利用金属辅助化学刻蚀方法刻蚀方法不同掺杂类型和掺杂浓度硅基底形成定向硅纳米线（SiNWs）阵列,结合相关制备机理分析了其形貌特点及成因。发现:由P型硅基底形成的多孔性SiNWs较N型SiNWs具有更大的直径;随硅基底掺杂浓度增加,纳米线表面纳米孔直径和深度逐渐增加;P型SiNWs阵列具有较N型SiNWs阵列更优的气敏特性（响应值、响应/恢复时间）。研究了Si基底的表面润湿性的有效调制及对SiNWs阵列微结构的影响特征。通过调制硅基底表面润湿性有效制备了顶端聚合和顶端分散的多孔性SiNWs阵列。基于纳米线之间的力平衡讨论,阐明了多孔性SiNWs顶端聚集或分离结构的形成与硅基片表面Ag纳米团簇的分布特征之间的关联关系。通过氢氟酸预处理产生疏水表面,调制沉积不规则的银纳米薄片,刻蚀后获得的顶端聚集的多孔性SiNWs阵列在室温下对NO2气体具有高灵敏度和快速响应特性。最后,对于室温工作的多孔SiNWs阵列基气体传感器,采用十八烷基三氯硅烷（OTS）进行疏水性处理,研究了表面疏水功能化对多孔SiNWs传感器的室温抗高湿度干扰特性的影响特征。OTS改性在SiNWs表面形成了伞状屏障,阻挡了纳米线表面的水分子吸引,同时激活了传感器的活性吸附位和传感通道。形成的OTS/SiNWs传感器在25%-55%相对湿度下可检测浓度低至5 ppb的NO2气体,在室温下和75%RH下对50 ppb NO2仍可表现出1.8%的气敏响应。在高湿度下,OTS/SiNWs传感器仍旧表现出快速响应/恢复特性和良好的可逆性以及极佳的湿度变化稳定性。该硅纳米线疏水功能化改性方法不仅可应用在化学痕量检测方面,更可应用于高湿氛围的健康监测方面。
路广[8]（2019）在《基于四吡咯基功能性化合物的设计、合成及其半导体性质研究》文中研究指明拥有18 π电子共轭体系的卟啉、酞菁化合物因其具有独特的光学、电学、磁学特性,在细胞成像、有机场效应晶体管、传感器、单分子磁体、电致变色、液晶等方面得到广泛关注。特别是,三明治型卟啉、酞菁化合物,利用稀土金属离子将多个卟啉、酞菁通过配位键“面对面”的连接起来,扩大了共轭体系,提高了导电性,更加有利于提升其半导体性能。卟啉酞菁不仅可以轴向扩展共轭体系,还可以从平面方向拓展共轭体系,这样可以进一步改善半导体性质。此外,三明治卟啉、酞菁化合物周围有多个可以取代的位置,通过引入不同的官能团可以提高化合物的溶解度,简化制备工艺。通过分子设计、器件制备以及后处理来获得高性能的有机场效应晶体管和传感器成为材料领域的热点话题。本文从相对应的方面来展开研究:（1）成功设计、合成及表征了 HOMO和LUMO能级处于双极型半导体所需能级范围之内的双亲酞菁卟啉配合物[Pc（OPh）8]Eu[Pc（OPh）8]Eu[TP（C≡CCOOH）PP]。在空气/水界面上利用 QLS 方法制备的OFET器件呈现出纳米颗粒状的形貌,其空穴迁移率为7.0 × 10-7 cm2 V-1 s-1,电子迁移率为7.5 × 10-7 cm2 V-1 s-1,反映出这种配合物的双极型半导体性质。利用“相转移”的方法,分子从正己烷溶液中生长为一维纳米带状形貌,基于这种纳米带的OFET器件的性质较QLS膜所制备的器件显着提高了 3到6个数量级,空穴和电子迁移率分别达到0.11和4.0 × 10-4 cm2 V-1 s-1。这主要是由于在一维纳米带状结构中,相邻的三层分子之间由于分子间氢键的存在,形成了一种二聚体的超分子结构框架,进而使垂直于四吡咯环的π-π相互作用显着增强而引起的。（2）使用QLS技术将双核酞菁的三明治型稀土配合物[{Pc（OC4H9）8}Y{BiPc（OC4H9）12}Y{Pc（OC4H9）8}]制备成薄膜场效应晶体管,其表现出良好的双极型OFET性能,其电子和空穴的载流子迁移率分别为2.3和0.8 cm2V-1 s-1,是当时可溶液化处理的单组分小分子的双极OFET器件所实现的最高迁移率。该器件对室温下0.5-3 ppm和7.5-20 ppm浓度范围内的氧化性气体N02和还原性气体NH3的高灵敏响应进一步确认了其双极型半导体性质。如此低的LOD（检测限）和良好的响应使得该装置可实现实际应用。本结果有助于设计和合成多线性扩展共轭电子体系的酞菁基有机半导体材料。（3）设计合成了一种新型的含有双核酞菁的三明治型配合物。将双核酞菁的结构与三明治型酞菁的结构相结合不仅沿垂直和水平两个方向扩展共轭体系,而且更加重要的是确保最高占有轨道能级和最低未占有轨道能级都处在空气中稳定的双极型有机半导体所需的能级范围之内。此外,使用一种可溶剂化处理的方法制备得到长为100-350微米,宽约20-120微米的无缺陷的单晶微米薄片。值得注意的是,由这种新化合物单晶微米薄片制备的有机场效应晶体管表现出优异的半导体性能,空穴迁移率高达18 cm2V-1 s-1,电子迁移率高达0.3 cm2V-1 s-1,为目前得到的性能最好的酞菁基有机场效晶体管器件。（4）将双核酞菁加入到三明治配合物酞菁铕中,扩展了共轭分子结构,优化了 QLS薄膜有机场效应晶体管的双极性半导体特性。将器件从单体的三层酞菁配合物Eu2[Pc（SC6H13）8]3的空穴迁移率为4.30×10-7 cm2 V-1 s-1和电子的迁移率为0.70×10-7 cm2 V-1 s-1提升至含有双核酞菁的五层化合物[Pc（SC6H13）8]2Eu2[BiPc（SC6H13）12]Eu2[Pc（SC6H13）8]2 的空穴迁移率为 0.07 cm2 V-1 s-1和电子迁移率的0.06 cm2 V-1 s-1。这一性质又引发了对于二氧化氮气体检测性能的提升,对于500 ppb的二氧化氮的响应从单体的化合物1的11.7%提升至含有双核酞菁的五层化合物2的23.4%。为通过分子设计和合成而不是调优薄膜的形态来改善酞菁类分子材料的气敏特性提供了借鉴。
韩世蛟[9]（2018）在《有机薄膜晶体管的界面特性对其气敏性能的影响》文中进行了进一步梳理有机薄膜晶体管（organic thin-film transistor,OTFT）因其低成本、轻量化、可柔韧性、湿法加工以及有机功能材料设计多样性的优势而备受关注,是现代有机电子学领域的重要器件之一。气体传感器作为OTFT的一种重要应用,在过去几十年得到了飞速的发展,成为了敏感电子学与传感技术领域的研究热点方向之一,气体分析物与有机功能材料之间的物理/化学相互作用会显着影响OTFT沟道中的电荷传输;另一方面,OTFT既可以作为信号转换器又可以作为信号放大器,实现多参数检测。本论文从近期OTFT的发展动向出发,回顾了OTFT气体传感器当前的研究现状与策略,引入氧化锌纳米颗粒、极性聚合物介电材料和聚合物复合薄膜体系,改变OTFT的界面特性,最终制备出了高性能的OTFT气体传感器。本论文的研究内容主要分为以下三个部分:1.聚甲基丙烯酸甲酯（poly（methyl methacry）,PMMA）和氧化锌（zinc oxide,ZnO）纳米颗粒复合介电层对OTFT气敏性能影响的研究制备了基于ZnO/PMMA复合介电层的OTFT氨气传感器,75 ppm下的响应提高了近10倍,将该OTFT置于大气环境中40天后,测试了其器件性能以及气敏特性;利用ZnO/PMMA复合介电层和酞菁铜/并五苯异质结的协同效应制备了高响应OTFT二氧化氮传感器,该OTFT器件在大气环境中储存30天后,其漏极电流对0.5 ppm二氧化氮的响应增大了超过10倍。2.极性聚合物介电层对OTFT气敏性能影响的研究在两层PMMA中间插入含有羟基的聚乙烯醇（poly（vinyl alcohol）,PVA）或聚（4-乙烯基苯酚）（poly（4-vinylphenol）,PVP）形成三明治结构介电层,基于该介电层结构的n型OTFT,其场效应迁移率提高了10倍以上（p型为3倍）,阈值电压降低到原来的二分之一（p型为八分之一）,两种类型器件的电流开关比均提高了两个数量级;使用PMMA/PVA/PMMA介电层结构的六噻吩OTFT的场效应迁移率达到了0.08 cm2/Vs,比单一PMMA介电层的提高了8倍,且暴露于大气环境后几乎没有变化;以PVA为气体聚集层制备了OTFT氨气传感器,0.5 ppm氨气氛围下,漏极电流的响应为50.3%,比纯PMMA介电层器件提高了一个数量级,在施加栅极预置电压之后,漏极电流对0.5 ppm氨气的响应增加至66.9%。通过改变栅极预置电压方向,可以促进氨气的吸附和脱附过程,并表现出非易失的特性。3.聚合物复合薄膜对OTFT气敏性能影响的研究系统分析了使用不同溶剂制备的聚苯乙烯（polystyrene,PS）和聚（3-己基噻吩-2,5-二基）（poly（3-hexylthiophene-2,5-diyl）,P3HT）复合薄膜中分子排列、聚集和电荷传输与溶剂沸点和溶解度之间的关系,制备了低成本高性能的OTFT;制备了基于P3HT/PS复合薄膜的OTFT氨气传感器,当PS中P3HT的有效浓度为1.6mg/mL时,器件具有与纯P3HT器件相当（8 mg/mL）的气敏性能,将该氨气传感器放置于大气环境中40天后仍可对氨气实现有效检测;将空穴传输材料聚（9-乙烯基咔唑）（poly（9-vinylcarbazole）,PVK）与P3HT混合作为OTFT的有机半导体层,制备出了高响应度的二氧化氮传感器,该传感器在室温下可以通过调整栅极电压大小实现两种模式工作,当栅极电压为0 V时,使用1:1 P3HT:PVK复合薄膜时,对30 ppm的最高响应为20000%（600 ppb为700%）,几乎是纯P3HT的40倍。综上所述,本工作针对基于OTFT的气体传感器气敏响应偏低、选择性和空气稳定性较差以及制备成本高等问题,利用多种方法改善OTFT界面特性,得到了高性能的OTFT气体传感器,为其在敏感电子学与传感技术领域的广泛应用打下了坚实的基础。
孔霞[10]（2018）在《酞菁/卟啉基半导体材料的设计合成及功能性质研究》文中认为酞菁、卟啉是由四个异吲哚或吡咯氮原子构成的具有大环共轭体系的化合物,由于分子内不同程度的π-π相互作用,表现出优良的热稳定性、化学稳定性以及独特的光学、电学、磁性性质,因此近几年在分子电子学、分子信息存储、非线性光学和材料科学等领域受到了广泛的研究。除此之外,其外围有多个可取代的位置,通过引入不同类型的取代基,能够调节分子的能级、提高化合物的溶解度,易于通过分子设计和内部结构的调节以获得高性能的半导体性质,更重要的是其中心的四个异吲哚或吡咯氮原子能够与一系列金属离子络合,能够形成具有夹心型的三明治型配合物,该类配合物不仅具有内在的空气中稳定的双极型半导体性质,且良好的催化活性使之成为很好的仿酶模型化合物的候选体,这为酞菁、卟啉基半导体材料在场效应晶体管和化学传感等性能提升的研究领域提供一个全新的取材和巨大的发展空间。本论文设计合成了多种单层及双层、三层等三明治型稀土酞菁、卟啉配合物,对其场效应晶体管或化学传感性能研究,并综合内部结构和表面形貌的表征,探索了分子结构、组装形式和半导体性质之间的内部关系,并得到了多个性能优异的半导体器件和高灵敏的化学传感器。主要研究内容如下:1、基于三层酞菁铕配合物的形貌可控的双极性有机场效应晶体管性质的研究成功合成了一种新型的具有低LUMO能级（–4.0 eV）和窄HOMO-LUMO能差（1.13 eV）的三明治型萘氧基取代三层酞菁铕配合物Eu[Pc（ONh）8]3。并通过一种可溶剂化处理的quasi-Langmuir-Sh?fer（QLS）方法构筑的有机场效应晶体管（OFET）器件表现出空穴迁移率为（2.5±0.5）×10-6 cm2·V-1·s-1和电子迁移率为（2.3±0.3）×10-6cm2·V-1·s-1的空气中稳定且平衡的双极性半导体性质,将原始QLS膜（纳米颗粒状）放入邻二氯苯的蒸汽气氛中,分别在60、80、100和120℃温度下,进行溶剂退火处理,在不同温度的溶剂氛围下,由于定向附着和奥斯特瓦尔德陈化作用的协同作用,初始薄膜中的纳米颗粒分别定向二维生长成无序多边形（60℃）、准四边形（80℃）、正方形（100℃）及四叶草形（120℃）的二维结构。这种形貌和结晶度的调节同样伴随着OFET器件性能的改善。其中,基于结晶性最好的具有正方形形貌的溶剂蒸汽退火（SVA）微片的FET器件,展现出空气中稳定且性能优异的0.11±0.03 cm2·V-1·s-1的空穴迁移率以及0.06±0.02 cm2·V-1·s-1的电子迁移率。2、超高性能的混杂卟啉/酞菁三层配合物与石墨烯基异质结型场效应晶体管制备能够同时提供高电荷传输和空气中稳定的晶体管,是下一代微光电器件的迫切需求。本章首次将还原的氧化石墨烯（rGO）高导电性的优点和三明治型混杂卟啉/酞菁三层稀土配合物（Pc’）Eu（Pc’）Eu[TP（OH）PP]{Pc’=Pc,[Pc（OPh）8]}（1,2）空气中稳定的双极性半导体材料的特点相结合,利用两步溶剂处理的方法构筑了两种异质结型场效应晶体管,1/rGO（HFET-1）和2/rGO（HFET-2）。两种异质结的FET器件均表现出空气中稳定的双极性质,并且电子和空穴迁移率相对于单一的两种三层分子的半导体性质有了107108倍的提高。特别的是,由于“累积型”异质结作用模式的存在,HFET-2器件表现出了超高而且平衡的空穴(30.9 cm2 V-1 s-1)和电子(39.6 cm2 V-1 s-1)迁移率,开关比达到103,是目前报道的空气中稳定的双极型OFET器件迁移率的最高值。3、双层酞菁铕半导体材料的双极型高灵敏度响应的传感性质研究设计合成了两种萘氧基取代的三明治型双层酞菁铕配合物Eu（Pc）[Pc（ONh）8]（1）和Eu[Pc（ONh）8]2（2）,利用可溶剂处理的方法得到组装体后,构筑了对NO2和NH3气氛具有高灵敏度的化学传感器。其中,具有良好导电性、较高结晶度以及大比表面积的Eu（Pc）[Pc（ONh）8]（1）的自组装体对于氧化性的NO2和还原性的NH3分别在50250ppb和2.512.5 ppm范围内表现出了极好的传感性质。并且,由于分子间强烈的相互作用,使分子与分子之间排列形成了尺度统一的纳米颗粒,使得这种酞菁类配合物的化学传感器在室温下对NO2和NH3气氛表现出了较高灵敏响应。有趣的是,基于不对称双层酞菁铕配合物Eu（Pc）[Pc（ONh）8]（1）的传感器件对于氧化性气体NO2表现为n型响应而对于还原性NH3则呈现p型响应,这是目前所报道的首例具有双极型响应的电荷转移的单组分有机半导体材料的气体传感器。然而,在两个酞菁环外围有16个萘氧基的Eu[Pc（ONh）8]2（2）组装体对强氧化性气体NO2在相当高的灵敏度（0.51.5ppm）下只显示了n型响应;对弱还原性气体NH3不敏感,这是由体积较大的萘氧基的空间位阻效应以及自组装体自身的缺陷导致的。4、卟啉-柱芳烃识别体系的构筑及其电化学识别性能研究首次将具有分子识别特性的柱芳烃以共轭的共价键的形式引入卟啉环的周边,设计合成了以卟啉大环平面共轭分子作为电学活性中心,柱[5]芳烃空腔作为特异识别位点的结构新颖的卟啉-柱芳烃主客体识别体系H2[T（C≡C-P5）PP],发现将柱芳烃引入到卟啉的取代位置后,抑制了卟啉的聚集,形成了高结晶性的一维棒状自组装体。且利用该组装体修饰的ITO电极在对邻、间、对苯二酚的PBS溶液中进行循环伏安测试,发现该修饰电极由于柱芳烃的主客体尺寸识别特性能够选择性的区分出三种同分异构体。
二、空穴注入型CuPc二氧化氮气体传感器研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、空穴注入型CuPc二氧化氮气体传感器研究（论文提纲范文）
（1）有机场效应晶体管气体传感器研究进展（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 气体传感器 |
| 1.1 OFET气体传感器工作原理 |
| 1.2 氧化性气体检测 |
| 1.3 还原性气体检测 |
| 1.4 挥发性苯类气体检测 |
| 2 总结与展望 |
（2）二硫化锡基复合材料气敏性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
| 1.2 气敏材料传感机理 |
| 1.2.1 吸附解吸附模型 |
| 1.2.2 体电阻控制机理 |
| 1.2.3 气体扩散控制机理 |
| 1.3 无机纳米气敏材料的研究现状 |
| 1.3.1 金属氧化物类 |
| 1.3.2 石墨烯类 |
| 1.3.3 金属硫化物类 |
| 1.3.4 金属有机框架类 |
| 1.4 第一性原理计算 |
| 1.4.1 近似方法 |
| 1.4.2 密度泛函理论 |
| 1.5 本文的主要研究内容 |
| 第2章 实验材料与分析测试方法 |
| 2.1 实验材料与实验仪器 |
| 2.1.1 实验材料 |
| 2.1.2 实验仪器 |
| 2.2 材料制备方法与工艺 |
| 2.2.1 氧化石墨烯的制备 |
| 2.2.2 生物炭的制备 |
| 2.2.3 碳材料/二硫化锡复合物的制备 |
| 2.2.4 二硫化锡/磺化石墨烯基墨水的制备 |
| 2.2.5 二硫化锡量子点/石墨烯复合物的制备 |
| 2.2.6 液态金属表皮电极的制备 |
| 2.2.7 MOF/二硫化锡复合物的制备 |
| 2.3 材料的表征方法 |
| 2.3.1 扫描电子显微镜 |
| 2.3.2 透射电子显微镜 |
| 2.3.3 X射线光电子能谱 |
| 2.3.4 拉曼光谱 |
| 2.3.5 X射线衍射(XRD) |
| 2.3.6 紫外可见吸收光谱 |
| 2.3.7 光致发光光谱(PL) |
| 2.4 材料的性能测试方法 |
| 2.4.1 气敏测试 |
| 2.4.2 光电测试 |
| 2.4.3 第一性原理计算参数 |
| 第3章 碳材料/二硫化锡气体传感器的制备及性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 石墨烯/二硫化锡复合材料的结构及性能表征 |
| 3.2.1 石墨烯/二硫化锡复合材料的化学组成及形貌表征 |
| 3.2.2 石墨烯/二硫化锡复合材料的气敏性能的研究 |
| 3.2.3 石墨烯/二硫化锡复合材料的光照增强气敏性能表征 |
| 3.3 碳纳米管/二硫化锡复合材料的结构及性能表征 |
| 3.3.1 碳纳米管/二硫化锡复合材料的化学成分表征 |
| 3.3.2 碳纳米管/二硫化锡复合材料的气敏性能表征 |
| 3.3.3 碳纳米管/二硫化锡复合材料的光照增强气敏性能表征 |
| 3.4 生物碳/二硫化锡复合材料的制备及性能研究 |
| 3.4.1 生物碳/二硫化锡复合材料的化学组成及形貌表征 |
| 3.4.2 生物碳/二硫化锡复合材料的气敏性能表征 |
| 3.4.3 生物碳/二硫化锡复合材料的光照增强气敏性能表征 |
| 3.5 三种碳材料/二硫化锡复合物性能对比 |
| 3.6 结论 |
| 第4章 化学修饰的石墨烯/二硫化锡材料的制备及其气敏性能的研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 磺化石墨烯/二硫化锡气敏墨水的制备及性能研究 |
| 4.2.1 磺化石墨烯/二硫化锡复合材料化学组成表征 |
| 4.2.2 磺化石墨烯/二硫化锡气敏墨水性能表征 |
| 4.2.3 气敏机理讨论 |
| 4.3 石墨烯/二硫化锡量子点柔性气敏传感器的制备及性能研究 |
| 4.3.1 石墨烯/二硫化锡量子点的化学组成表征 |
| 4.3.2 石墨烯/二硫化锡量子点的性能表征 |
| 4.3.3 第一性原理计算及机理解释 |
| 4.4 官能团修饰和量子点尺寸改性对于石墨烯/二硫化锡气敏材料的影响总结 |
| 4.5 结论 |
| 第5章 二硫化锡基传感器用于呼吸监测以及食品腐败监测的研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 二硫化锡基表皮传感器及呼吸检测 |
| 5.2.1 液态金属表皮电极制备及性能表征 |
| 5.2.2 二硫化锡气体传感性能表征 |
| 5.2.3 二硫化锡一氧化氮气敏传感机理分析 |
| 5.2.4 二硫化锡表皮传感器的呼吸检测及疾病预警 |
| 5.3 MOF/二硫化锡氨气传感器用于食品腐败检测 |
| 5.3.1 MOF/二硫化锡复合物化学组成表征 |
| 5.3.2 MOF/二硫化锡复合物气敏性能表征 |
| 5.3.3 MOF/二硫化锡复合物的气敏增强机理 |
| 5.3.4 MOF/二硫化锡复合物用于肉类食物腐败的检测 |
| 5.4 结论 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（3）方酸小分子掺杂聚噻吩有源层的OTFT及其气敏特性的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 OTFT的器件结构与工作机理 |
| 1.2.1 OTFT的器件结构 |
| 1.2.2 OTFT的工作机理 |
| 1.3 OTFT的发展与现状 |
| 1.4 OTFT气体传感器的发展与现状 |
| 1.5 本文的研究内容及结构安排 |
| 第二章 有机薄膜晶体管及其气体传感器的基本理论及实验设备 |
| 2.1 OTFT的基本参数 |
| 2.2 OTFT气体传感器的气敏原理及性能指标 |
| 2.2.1 OTFT气体传感器的气敏原理 |
| 2.2.2 OTFT气体传感器的性能指标 |
| 2.3 OTFT材料的选择 |
| 2.3.1 介电层材料 |
| 2.3.2 有机半导体层材料 |
| 2.3.3 电极材料 |
| 2.4 制备仪器 |
| 2.4.1 超声波清洗仪 |
| 2.4.2 紫外臭氧(UVO)处理机 |
| 2.4.3 旋涂仪 |
| 2.4.4 真空蒸镀设备 |
| 2.4.5 电子天平 |
| 2.4.6 恒温磁力搅拌器 |
| 2.5 测试设备 |
| 2.5.1 半导体特性测试仪 |
| 2.5.2 原子力显微镜 |
| 2.5.3 扫描电子显微镜 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 基于不同方酸小分子掺杂有源层的OTFT及其气敏特性的研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 基于不同方酸小分子掺杂有源层的OTFT器件制备与测试 |
| 3.2.1 基于不同方酸小分子掺杂有源层的OTFT器件结构设计 |
| 3.2.2 基于不同方酸小分子掺杂有源层的OTFT器件制备 |
| 3.2.3 基于不同方酸小分子掺杂有源层的OTFT器件测试 |
| 3.3 实验结果与分析 |
| 3.3.1 在P3HT中掺杂不同方酸小分子对OTFT薄膜结构的影响 |
| 3.3.2 在P3HT中掺杂不同方酸小分子对OTFT电学性能的影响 |
| 3.3.3 在P3HT中掺杂不同方酸小分子对OTFT气敏性能的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 基于ASQ-F掺杂有源层的OTFT及其气体传感器的研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基于ASQ-F掺杂有源层的OTFT器件制备与测试 |
| 4.2.1 基于ASQ-F掺杂有源层的OTFT器件结构设计 |
| 4.2.2 基于ASQ-F掺杂有源层的OTFT器件制备 |
| 4.2.3 器件测试 |
| 4.3 实验结果与分析 |
| 4.3.1 在P3HT中掺杂ASQ-F对OTFT薄膜结构的影响 |
| 4.3.2 在P3HT中掺杂ASQ-F对OTFT电学性能的影响 |
| 4.3.3 在P3HT中掺杂ASQ-F对OTFT气敏性能的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 全文总结 |
| 5.2 后续工作及展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的成果 |
（4）界面修饰对有机场效应晶体管及其气敏特性的影响（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究工作的背景与意义 |
| 1.2 有机场效应晶体管基础 |
| 1.2.1 有机场效应晶体管的器件结构 |
| 1.2.2 有机场效应晶体管的工作机理和主要参数 |
| 1.2.3 影响OFET器件性能的因素 |
| 1.2.4 常见的有机半导体材料 |
| 1.3 OFET气体传感器的应用 |
| 1.3.1 有机场效应晶体管气体传感器的发展现状 |
| 1.4 本文的主要贡献与创新 |
| 1.5 本文的主要内容和结构 |
| 第二章 OFET气体传感器基础 |
| 2.1 OFET气体传感器机理 |
| 2.1.1 基于界面工程的OFET气体传感器 |
| 2.1.2 基于微结构有机半导体层的OFET气体传感器 |
| 2.1.3 基于混合半导体层的OFET气体传感器 |
| 2.1.4 基于生物材料的OFET气体传感器 |
| 2.1.5 基于传感阵列的OFET气体传感器 |
| 2.2 OFET气体传感器测试方法 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 基于p-n异质结的OFET气体传感器 |
| 3.1 基于Cu Pc/PTCDI-C8 异质结OFET及其气体传感器 |
| 3.1.1 OFET器件的制备 |
| 3.1.2 OFET器件的电学性能测试与分析 |
| 3.1.3 OFET二氧化氮传感器的性能测试与分析 |
| 3.2 本章小结 |
| 第四章 氧化石墨烯掺杂对OFET器件性能及其气敏特性的影响 |
| 4.1 OFET气体传感器的研究 |
| 4.1.1 OFET器件的制备 |
| 4.1.2 OFET器件的电学性能测试与分析 |
| 4.1.3 OFET氨气传感器的性能测试与分析 |
| 4.2 基于GO/TIPS-pentacene混合半导体层的OFET气体传感器的研究 |
| 4.2.1 OFET器件的制备 |
| 4.2.2 OFET器件的电学性能测试与分析 |
| 4.2.3 OFET二氧化氮传感器的性能测试与分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 半导体层修饰对OFET器件性能及其气敏特性的影响 |
| 5.1 基于界面修饰的OFET气体传感器的研究 |
| 5.1.1 基于紫外臭氧处理的OFET器件的制备 |
| 5.1.2 基于紫外臭氧处理的OFET气体传感器的性能测试与分析 |
| 5.2 由OFET器件组成的逻辑电路的气敏特性的研究 |
| 5.2.1 由OFET器件组成的逻辑电路的制备 |
| 5.2.2 由OFET器件组成的逻辑电路的气敏特性的测试与分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 本论文工作总结 |
| 6.2 后续工作及展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的成果 |
（5）微结构气湿敏薄膜与集成传感器研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究工作的背景 |
| 1.2 气湿敏检测需求与意义 |
| 1.2.1 湿度检测的需求与意义 |
| 1.2.2 气体检测的需求与意义 |
| 1.2.3 微传感器集成的需求与意义 |
| 1.3 气湿敏传感器的基础理论与方法 |
| 1.3.1 气湿量度的定义与产生方法 |
| 1.3.2 气湿敏传感器性能参数定义与计算 |
| 1.3.3 敏感材料主要分析方法 |
| 1.4 气湿敏传感器国内外发展现状 |
| 1.4.1 QCM湿度传感器研究进展 |
| 1.4.2 晶体管型气体传感器研究进展 |
| 1.4.3 微结构集成传感器研究进展 |
| 1.5 本文的主要贡献与创新 |
| 1.6 本论文的结构安排 |
| 第二章 质子化PEI-GO复合薄膜QCM湿度传感器 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验装置与理论基础 |
| 2.2.1 石英晶体微天平 |
| 2.2.2 实验仪器及材料 |
| 2.3 P-PEI-GO复合薄膜湿度传感器制备 |
| 2.3.1 PEI-GO质子化处理 |
| 2.3.2 P-PEI-GO复合膜QCM湿度传感器制备流程 |
| 2.4 P-PEI-GO复合薄膜特性表征 |
| 2.4.1 薄膜形貌分析 |
| 2.4.2 材料光谱学分析 |
| 2.4.3 薄膜表面态分析 |
| 2.5 P-PEI-GO复合薄膜QCM湿度传感器湿敏特性研究 |
| 2.5.1 灵敏度与测量范围 |
| 2.5.2 重复性与稳定性 |
| 2.5.3 选择性 |
| 2.5.4 湿滞特性 |
| 2.6 P-PEI-GO复合薄膜湿敏机理模型 |
| 2.7 本章小结 |
| 第三章 GO/PEI分层薄膜QCM湿度传感器 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 GO/PEI气喷分层薄膜QCM湿度传感器制备 |
| 3.2.1 气喷工艺 |
| 3.2.2 GO/PEI气喷分层薄膜QCM湿度传感器制备流程 |
| 3.3 GO/PEI气喷分层薄膜特性表征 |
| 3.3.1 薄膜形貌分析 |
| 3.3.2 材料光谱学分析 |
| 3.3.3 薄膜表面态分析 |
| 3.4 GO/PEI气喷分层薄膜QCM湿度传感器湿敏特性研究 |
| 3.4.1 响应与灵敏度 |
| 3.4.2 重复性与稳定性 |
| 3.4.3 选择性与湿滞特性 |
| 3.4.5 QCM阻抗分析 |
| 3.5 GO/PEI自组装薄膜QCM湿度传感器制备 |
| 3.6 GO/PEI自组装薄膜QCM湿度传感器湿敏特性研究 |
| 3.6.1 响应与灵敏度 |
| 3.6.2 湿滞特性 |
| 3.7 GO/PEI分层薄膜湿敏机理模型 |
| 3.8 本章小结 |
| 第四章 气湿敏场效应管微结构传感器设计与制备 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验装置与理论基础 |
| 4.2.1 气敏场效应管设计原理 |
| 4.2.2 实验仪器及材料 |
| 4.3 超薄体湿敏场效应管设计与制备 |
| 4.3.1 超薄体场效应管制备与电学特性 |
| 4.3.2 沟道修饰敏感薄膜制备 |
| 4.4 PEI修饰UTB湿敏场效应管湿敏特性研究 |
| 4.4.1 响应与稳定性 |
| 4.4.2 灵敏度与响应恢复时间 |
| 4.4.3 湿滞特性与重复性 |
| 4.5 体型气敏场效应管设计与制备 |
| 4.5.1 体型无栅场效应管制备与电学特性 |
| 4.5.2 沟道修饰敏感薄膜制备 |
| 4.6 CuPc修饰体型气敏场效应管气敏特性研究 |
| 4.6.1 响应与灵敏度 |
| 4.6.2 重复性及选择性 |
| 4.6.3 测试环境对传感器性能的影响 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 气湿敏微结构传感器阵列制备及敏感特性研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 气湿敏场效应管传感器阵列制备 |
| 5.3 氨敏场效应管传感器气敏特性研究 |
| 5.3.1 响应与灵敏度 |
| 5.3.2 重复性与稳定性 |
| 5.3.3 气敏滞回特性 |
| 5.3.4 交叉串扰与选择性 |
| 5.4 硫化氢敏场效应管传感器气敏特性研究 |
| 5.4.1 响应与灵敏度 |
| 5.4.2 重复性与稳定性 |
| 5.4.3 气敏滞回特性 |
| 5.4.4 交叉串扰与选择性 |
| 5.5 湿敏场效应管传感器敏感特性研究 |
| 5.5.1 响应与灵敏度 |
| 5.5.2 重复性与稳定性 |
| 5.5.3 湿敏滞回特性 |
| 5.5.4 交叉串扰与选择性 |
| 5.6 气敏场效应管敏感机理模型 |
| 5.6.1 气敏吸附模型 |
| 5.6.2 吸附状态下的半导体特性曲线与能带模型 |
| 5.7 本章小结 |
| 第六章 气湿敏微结构集成传感器系统搭建及应用 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 气湿敏微结构集成传感器系统搭建 |
| 6.2.1 电流读取放大电路 |
| 6.2.2 检测腔体及整体构建 |
| 6.3 微结构集成传感器在食物变质检测中的应用 |
| 6.3.1 不同温度下鸡蛋质量检测 |
| 6.3.2 不同温度下肉类质量检测 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 后续工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 读博士学位期间取得的成果 |
（6）可见光激发型氧缺陷ZnO1-x室温NO2气体传感器的研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 气体传感器的分类及性能指标 |
| 1.1.1 气体传感器的分类 |
| 1.1.2 半导体气体传感器的主要性能指标 |
| 1.2 光激发半导体气体传感器 |
| 1.2.1 采用光激发的意义 |
| 1.2.2 光激发半导体气体传感器的增感机理 |
| 1.2.3 光激发半导体气体传感器的发展历史 |
| 1.3 可见光激发ZnO基气体传感器的研究进展 |
| 1.3.1 掺杂 |
| 1.3.2 窄带隙半导体异质结复合 |
| 1.3.2.1 混合复合结构 |
| 1.3.2.2 第二相修饰结构 |
| 1.3.2.3 核壳结构 |
| 1.3.3 染料敏化 |
| 1.4 氧缺陷自掺杂 |
| 1.4.1 氧缺陷对吸附活性的影响 |
| 1.4.2 氧缺陷对能带结构的影响 |
| 1.4.3 氧缺陷对吸光能力的影响 |
| 1.4.4 氧缺陷对导电性的影响 |
| 1.4.5 氧缺陷的制备方法 |
| 1.5 本文研究工作设计 |
| 1.5.1 研究目标 |
| 1.5.2 研究内容 |
| 1.5.3 创新点 |
| 参考文献 |
| 第二章 多孔纳米结构ZnO_(1-x)的NO_2气敏特性研究 |
| 2.1 前言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 实验试剂和仪器 |
| 2.2.2 气敏元件制备 |
| 2.2.3 气敏元件测试 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 结构与形貌表征 |
| 2.3.2 氧缺陷表征 |
| 2.3.3 UV-Vis吸收光谱表征 |
| 2.3.4 NO_2气敏性能测试 |
| 2.3.5 多孔纳米结构ZnO_(1-x)的气敏增强机理 |
| 2.4 小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 不同氧缺陷浓度ZnO_(1-x)的NO_2气敏特性研究及DFT模拟计算 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验试剂和仪器 |
| 3.2.2 气敏元件制备 |
| 3.2.3 气敏元件测试 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 结构和形貌表征 |
| 3.3.2 氧缺陷表征 |
| 3.3.3 UV-Vis吸收光谱表征及DFT模拟计算 |
| 3.3.4 NO_2气敏性能测试 |
| 3.3.5 气敏增强机理及DFT模拟计算 |
| 3.4 小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 分级结构ZnO_(1-x)纳米片的NO_2气敏特性研究 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 实验试剂和仪器 |
| 4.2.2 气敏元件制备 |
| 4.2.3 气敏元件测试 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 结构与形貌表征 |
| 4.3.2 氧缺陷表征 |
| 4.3.3 UV-Vis吸收光谱表征 |
| 4.3.4 NO_2气敏性能测试 |
| 4.3.5 分级结构ZnO_(1-x)的气敏增强机理 |
| 4.4 小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 多孔纳米结构SnO_(1-α)@ZnO_(1-β)@SnO_(2-γ)和Cu_2O_(1-α)@ZnO_(1-β)@CuO_(1-γ)异质结复合物的NO_2气敏特性研究 |
| 5.1 多孔纳米结构SnO_(1-α)@ZnO_(1-β)@SnO_(2-γ)复合物的NO_2气敏特性研究 |
| 5.1.1 前言 |
| 5.1.2 实验部分 |
| 5.1.3 结果与讨论 |
| 5.1.3.1 结构与形貌表征 |
| 5.1.3.2 氧缺陷表征 |
| 5.1.3.3 UV-Vis吸收光谱表征 |
| 5.1.3.4 NO_2气敏性能测试 |
| 5.1.3.5 SnO_(1-α)@ZnO_(1-β)@SnO_(2-γ)复合物的气敏增强机理 |
| 5.2 多孔纳米结构Cu_2O_(1-α)@ZnO_(1-β)@CuO_(1-γ)复合物的NO_2气敏特性研究 |
| 5.2.1 前言 |
| 5.2.2 实验部分 |
| 5.2.3 结果与讨论 |
| 5.2.3.1 结构与形貌表征 |
| 5.2.3.2 氧缺陷表征 |
| 5.2.3.3 UV-Vis吸收光谱表征 |
| 5.2.3.4 NO_2气敏性能测试 |
| 5.2.3.5 Cu_2O_(1-α)@ZnO_(1-β)@CuO_(1-γ)复合物的气敏增强机理 |
| 5.3 小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 rGO@ZnO_(1-x)纳米片的NO_2气敏特性研究及MD模拟计算 |
| 6.1 前言 |
| 6.2 实验部分 |
| 6.2.1 实验试剂和仪器 |
| 6.2.2 氧化石墨烯(GO)的合成 |
| 6.2.3 rGO@ZnO_(1-x)复合物的合成 |
| 6.2.4 气敏元件制备 |
| 6.2.5 气敏元件测试 |
| 6.2.6 分子动力学(MD)模拟计算 |
| 6.3 结果与讨论 |
| 6.3.1 结构、形貌和氧缺陷表征 |
| 6.3.2 UV-Vis吸收光谱表征 |
| 6.3.3 NO_2气敏性能测试 |
| 6.3.4 rGO@ZnO_(1-x)纳米片的气敏增强机理及MD模拟计算 |
| 6.4 小结 |
| 参考文献 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文和专利 |
（7）多孔性硅纳米线结构改性及其气敏性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 气敏传感器发展方向 |
| 1.2.2 多孔性硅纳米线制备的研究现状 |
| 1.2.3 硅纳米线在气敏传感器领域的研究现状 |
| 1.2.4 对潮湿环境下气敏传感器的研究现状 |
| 1.2.5 超疏水材料概述 |
| 1.2.6 超疏水在硅基材料应用的研究现状 |
| 1.3 本论文主要的研究内容及结构安排 |
| 第2章 多孔性硅纳米线刻蚀基底选取及其气敏性能研究 |
| 2.1 实验试剂及设备 |
| 2.2 多孔性硅纳米线阵列的制备 |
| 2.2.1 多孔性硅纳米线阵列制备原理 |
| 2.2.2 硅片清洗及多孔性硅纳米线阵列制备流程 |
| 2.2.3 多孔性硅纳米线阵列最佳基底的探究及表征分析 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 顶端聚集型多孔性硅纳米线阵列制备及其气敏性能研究 |
| 3.1 制备原理及工艺流程 |
| 3.1.1 制备原理 |
| 3.1.2 工艺流程 |
| 3.2 顶端聚集型多孔性硅纳米线阵列的表征和分析 |
| 3.2.1 SEM表征 |
| 3.2.2 红外分析 |
| 3.3 顶端聚集型多孔性硅纳米线阵列的气敏研究 |
| 3.3.1 气敏响应分析 |
| 3.3.2 选择性分析 |
| 3.3.3 NO_2 气敏机理分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 疏水改性多孔性硅纳米线气敏传感器抗湿度干扰研究 |
| 4.1 实验试剂及设备 |
| 4.1.1 实验试剂 |
| 4.1.2 实验设备 |
| 4.2 制备工艺流程 |
| 4.2.1 实验流程 |
| 4.3 十八烷基三氯硅烷改性多孔性硅纳米线阵列的表征分析 |
| 4.4 十八烷基三氯硅烷改性的多孔性硅纳米线阵列的气敏性能分析 |
| 4.5 十八烷基三氯硅烷改性多孔性硅纳米线阵列气敏传感器抗湿度干扰机理分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 发表论文和参加科研情况说明 |
| 致谢 |
（8）基于四吡咯基功能性化合物的设计、合成及其半导体性质研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 缩写和符号清单 |
| 1 引言 |
| 1.1 四吡咯化合物的简介 |
| 1.1.1 卟啉、酞菁简介 |
| 1.1.2 卟啉、酞菁的应用 |
| 1.1.3 三明治卟啉、酞菁配合物的简介及应用 |
| 1.2 有机场效应晶体管 |
| 1.2.1 有机场效应晶体管简介 |
| 1.2.2 有机场效应晶体管的分子设计 |
| 1.2.3 有机场效应晶体管的制备方法 |
| 1.2.4 有机场效应晶体管的界面影响 |
| 1.3 气体传感器 |
| 1.3.1 气体传感器的简介及应用 |
| 1.3.2 卟啉、酞菁在气体传感上的应用 |
| 1.4 本论文的立题依据及主要研究内容 |
| 2 双亲型酞菁卟啉三层铕配合物纳米带的空气中稳定的双极型场效应晶体管性质 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 试剂及仪器 |
| 2.2.2 测试方法 |
| 2.2.3 含酯基不对称卟啉的合成 |
| 2.2.4 含酯基不对称卟啉酞菁混杂三层的合成 |
| 2.2.5 双亲性卟啉酞菁混杂三层的合成 |
| 2.2.6 器件的制备和表征 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 双亲性卟啉酞菁混杂三层的表征 |
| 2.3.2 双亲性卟啉酞菁混杂三层的电化学性质 |
| 2.3.3 自组装纳米结构的构筑和形貌 |
| 2.3.4 X-射线衍射图 |
| 2.3.5 电子吸收光谱 |
| 2.3.6 傅里叶变换红外光谱 |
| 2.3.7 OFET性质 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 含有双核酞菁的三明治型钇配合物的合成及气体传感性质研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 试剂及仪器 |
| 3.2.2 测试方法 |
| 3.2.3 实验合成 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 QLS薄膜的基本表征 |
| 3.3.2 化合物的电化学表征 |
| 3.3.3 有机场效应晶体管性能测试 |
| 3.3.4 气体传感器的性能测试 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 三明治型酞菁配合物单晶微米薄片的有机场效应晶体管 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 试剂与仪器 |
| 4.2.2 测试方法 |
| 4.2.3 实验合成 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 电化学测试 |
| 4.3.2 单晶微米薄片的形貌 |
| 4.3.3 单晶微米薄片的微观结构 |
| 4.3.4 有机场效应管性能研究 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 通过扩展共轭体系来优化三明治型酞菁的气体传感性能 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 试剂及仪器 |
| 5.2.2 有机场效应晶体管器件的制备和测试 |
| 5.2.3 气体传感器件的制备和测试 |
| 5.2.4 气体传感测试的载气系统 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 QLS薄膜的形貌和内部结构 |
| 5.3.2 有机场效应晶体管特性 |
| 5.3.3 气体传感特性 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论 |
| 参考文献 |
| 作者简历及在学研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（9）有机薄膜晶体管的界面特性对其气敏性能的影响（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究工作的背景与意义 |
| 1.2 OTFT基础 |
| 1.2.1 OTFT器件结构 |
| 1.2.2 OTFT的工作机理和参数 |
| 1.2.3 OTFT材料选择 |
| 1.3 OTFT气体传感器的研究进展与前沿分析 |
| 1.4 本文的贡献与创新点 |
| 1.5 本论文的主要研究内容及章节安排 |
| 第二章 OTFT气体传感器基础 |
| 2.1 OTFT气体传感器机理 |
| 2.1.1 OSC与待测气体类型的影响 |
| 2.1.2 OTFT沟道长度与OSC形貌的影响 |
| 2.1.3 介电层表面的影响 |
| 2.2 OTFT气体传感器研究策略 |
| 2.2.1 OSC分子结构调控 |
| 2.2.2 OSC形貌调控 |
| 2.2.3 有机半导体层/介电层界面调控 |
| 2.2.4 栅极电压的影响 |
| 2.2.5 OTFT气体传感器集成化 |
| 2.3 OTFT气体传感器测试方法 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 氧化锌/聚合物复合介电层对OTFT气敏性能的影响 |
| 3.1 基于氧化锌/聚合物复合介电层的OTFT氨气传感器的研究 |
| 3.1.1 基于ZnO/PMMA复合介电层的OTFT氨气传感器的制备 |
| 3.1.2 基于ZnO/PMMA复合介电层的OTFT氨气传感器的性能测试与分析 |
| 3.2 基于协同敏感效应的OTFT二氧化氮传感器的研究 |
| 3.2.1 基于协同敏感效应的OTFT二氧化氮传感器的制备 |
| 3.2.2 基于协同敏感效应的OTFT二氧化氮传感器的性能测试与分析 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 极性聚合物介电层对OTFT器件性能及气敏性能的影响 |
| 4.1 极性聚合物介电层夹层对OTFT器件性能的影响 |
| 4.1.1 极性聚合物介电层夹层以及OTFT的制备 |
| 4.1.2 基于极性聚合物介电层夹层的OTFT的器件性能测试与分析 |
| 4.1.3 极性聚合物介电层夹层对OTFT器件稳定性的影响 |
| 4.2 基于极性聚合物气体聚集层的OTFT氨气传感器的研究 |
| 4.2.1 基于聚乙烯醇气体聚集层的OTFT氨气传感器的制备 |
| 4.2.2 基于聚乙烯醇气体聚集层的OTFT氨气传感器的性能测试与分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 聚合物复合有机半导体层对OTFT器件性能及气敏性能的影响 |
| 5.1 不同溶剂对基于P3HT/PS复合薄膜的OTFT器件性能的影响 |
| 5.1.1 基于P3HT/PS复合薄膜的OTFT的制备 |
| 5.1.2 溶剂选择对OTFT的器件性能影响的分析 |
| 5.2 基于P3HT/PS复合薄膜的OTFT氨气传感器的研究 |
| 5.2.1 基于P3HT/PS复合薄膜的OTFT氨气传感器的制备 |
| 5.2.2 基于P3HT/PS复合薄膜的OTFT氨气传感器的性能测试与分析 |
| 5.3 基于P3HT/PVK复合薄膜的OTFT二氧化氮传感器的研究 |
| 5.3.1 基于P3HT/PVK复合薄膜的OTFT二氧化氮传感器的制备 |
| 5.3.2 基于P3HT/PVK复合薄膜的OTFT二氧化氮传感器的性能测试与分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 全文总结 |
| 6.1 本论文的工作总结 |
| 6.2 后续工作及展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的成果 |
（10）酞菁/卟啉基半导体材料的设计合成及功能性质研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 博士论文创新点摘要 |
| 缩写 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 有机半导体材料概述 |
| 1.2 有机场效应晶体管简介 |
| 1.3 酞菁、卟啉配合物简介 |
| 1.4 酞菁、卟啉基有机场效应晶体管研究进展 |
| 1.4.1 单层酞菁/卟啉基有机场效应晶体管 |
| 1.4.2 双层稀土酞菁基有机场效应晶体管 |
| 1.4.3 三层稀土酞菁/卟啉基有机场效应晶体管 |
| 1.5 气体传感简介 |
| 1.5.1 无机气体传感 |
| 1.5.2 有机蒸汽气体传感 |
| 1.5.3 复杂体系气体传感 |
| 1.6 电化学传感 |
| 1.6.1 酞菁/卟啉基电化学传感 |
| 1.6.2 超分子电化学传感 |
| 1.7 本论文研究目标 |
| 第二章 基于三层酞菁铕配合物的形貌可控的双极性OFET性质研究 |
| 2.1 前言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 主要原料和试剂 |
| 2.2.2 实验仪器与设备 |
| 2.2.3 实验合成步骤 |
| 2.2.4 自组装体的制备 |
| 2.2.5 场效应晶体管器件的制备及测试方法 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 配合物的表征 |
| 2.3.2 QLS膜和SVA组装体的表征 |
| 2.3.3 形成机理研究 |
| 2.3.4 自组装体的场效应晶体管性能测试 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 超高性能的混杂卟啉/酞菁三层配合物与石墨烯基异质结型场效应晶体管 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 主要原料和试剂 |
| 3.2.2 实验仪器与设备 |
| 3.2.3 实验合成步骤 |
| 3.2.4 氧化石墨烯的制备 |
| 3.2.5 纯膜和异质结薄膜的制备 |
| 3.2.6 场效应晶体管器件的制备及测试方法 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 混杂卟啉/酞菁三层稀土配合物的表征 |
| 3.3.2 氧化石墨烯(GO)和还原的氧化石墨烯(rGO)薄膜的表征 |
| 3.3.3 场效应晶体管性质 |
| 3.3.4 内部结构与表面形貌表征 |
| 3.3.5 异质结薄膜的能带分析 |
| 3.4 结论 |
| 第四章 双层酞菁铕半导体材料的双极型高灵敏度响应的传感性质研究 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 主要原料和试剂 |
| 4.2.2 实验仪器和设备 |
| 4.2.3 实验合成步骤 |
| 4.2.4 自组装薄膜的制备 |
| 4.2.5 导电性与气体传感测试系统 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 配合物的表征 |
| 4.3.2 自组装薄膜的表征 |
| 4.3.3 导电性和气体传感性质测试 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 卟啉-柱芳烃识别体系的构筑及其电化学识别性能研究 |
| 5.1 前言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 主要原料和试剂 |
| 5.2.2 实验仪器与设备 |
| 5.2.3 三氟甲磺酸基柱[5]芳烃的合成 |
| 5.2.4 单炔基苯基卟啉H_2TAPP的合成 |
| 5.2.5 柱[5]芳烃-卟啉H_2[T(C≡C-P5)PP]的合成 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 配合物的表征 |
| 5.3.2 自组装薄膜的表征 |
| 5.3.3 H_2[T(C≡C-P5)PP]自组装薄膜的电化学性质测试 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
四、空穴注入型CuPc二氧化氮气体传感器研究（论文参考文献）
- [1]有机场效应晶体管气体传感器研究进展[J]. 刘萌,宋健,王跃林,李铁. 功能材料与器件学报, 2021(04)
- [2]二硫化锡基复合材料气敏性能研究[D]. 黄亦凡. 哈尔滨工业大学, 2021
- [3]方酸小分子掺杂聚噻吩有源层的OTFT及其气敏特性的研究[D]. 刘洁尘. 电子科技大学, 2021(01)
- [4]界面修饰对有机场效应晶体管及其气敏特性的影响[D]. 范惠东. 电子科技大学, 2020
- [5]微结构气湿敏薄膜与集成传感器研究[D]. 袁震. 电子科技大学, 2020(07)
- [6]可见光激发型氧缺陷ZnO1-x室温NO2气体传感器的研究[D]. 耿欣. 扬州大学, 2019(02)
- [7]多孔性硅纳米线结构改性及其气敏性能研究[D]. 姜芸青. 天津大学, 2018(06)
- [8]基于四吡咯基功能性化合物的设计、合成及其半导体性质研究[D]. 路广. 北京科技大学, 2019(02)
- [9]有机薄膜晶体管的界面特性对其气敏性能的影响[D]. 韩世蛟. 电子科技大学, 2018(03)
- [10]酞菁/卟啉基半导体材料的设计合成及功能性质研究[D]. 孔霞. 中国石油大学(华东), 2018(07)