钒氧化物一维纳米材料的制备、性能及器件研究
一维纳米材料在光学、电学、电化学等方面的应用已经成为了广大研究者们关注的热点。钒氧化物一维纳米材料因其大的比表面积，高的活性位点使其在气体传感器领域具有很大的应用潜能，超长的V2O5纳米线，独特的层状结构更有利于气体吸附，且超长结构对于微纳器件的制作很关键;VO2的相变特性对于提高气体传感器的灵敏度有很大潜能。本论文选择钒氧化物一维纳米材料为研究对象，在超长材料的合成、结构表征、性能以及微纳器件的制作等方面做了深入研究，得到的主要结论如下:
1.通过水热法合成出超长的V2O5纳米线，直径为20～30nm，长度达到几百微米，甚至达到毫米级;水热后得到一定粘度的V2O5纳米线的悬浮液，通过外加引力诱导抽拉制备出了厘米级的V2O5纳米线纱线，纱线是由纳米线首尾相接平行的聚集成一束，直径约为1～3μm，其柔韧性很好，可塑性高，非常适合制备微纳器件。
2.通过热蒸发法合成出自由生长的V2O5和VO2纳米线。V2O5纳米线长度为几十至几百个微米，直径为几百nm;VO2纳米线长度为50～100μm，截面为矩形。
3.采用超长的V2O5纳米线纱线制备气敏元件并研究其气敏性能，研究发现400℃热处理的灵敏度高于热处理前的，发现最佳器件的制备方法为NW-2型，在330℃工作温度下，对1000 ppm乙醇气体的灵敏度高达8.3，最低工作温度降至60℃，探测极限为10 ppm;测试了乙醇、甲醇、甲苯、氨气四种目标气体，发现对乙醇气体的选择性最高;对于单根纱线的气敏性能做了初步探索，发现对乙醇气体有响应。
4.制备了基于单根一维纳米材料的器件，并研究了其电学性能。发现对于单根的V2O5纳米线，其电极与纳米线的接触为欧姆接触;而对于单根的VO2纳米线，其电极与纳米线的接触在低电压下(＜0.5 V)为欧姆接触，在高电压下(＞0.5 V)为肖特基接触。
钒氧化物;一维纳米材料;制备工艺;性能评价
武汉理工大学
硕士
材料物理与化学
陈文
2013
中文
TB383
63
2013-11-29（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）