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研究生:林靜純
研究生(外文):Ching-chun Lin
論文名稱:水熱法合成氧化鋅奈米結構應用於電化學感測之研究
論文名稱(外文):Synthesis and Phenyl Hydrazine Sensing Properties of P and Al-doped ZnO Nanowires
指導教授:陳文照陳文照引用關係
指導教授(外文):Wen-Jauh Chen
學位類別:碩士
校院名稱:國立雲林科技大學
系所名稱:材料科技研究所
學門:工程學門
學類:材料工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2013
畢業學年度:101
語文別:中文
論文頁數:80
中文關鍵詞:水熱法苯肼氧化鋅
外文關鍵詞:phenyl hydrazineZnOhydrothermal
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本實驗利用製成簡便的化學水浴法成長氧化鋅奈米結構,先於銦錫氧化物(ITO)玻璃基板上旋轉塗佈ZnO晶種層,再利用硝酸鋅和環六甲基胺(HMTA)為前驅物,摻雜次亞磷酸胺(NH4H2PO2 )和氯化鋁(AlCl3 )以水熱法製備氧化鋅奈米柱結構。再藉由晶體成長時間和溫度與前驅物濃度變化控制氧化鋅形貌。以SEM觀察到摻次亞磷酸胺(NH4H2PO2 )的形貌為棒狀,摻氯化鋁(AlCl3 )則呈現為六角柱狀,不同濃度的摻雜會影響其生長形貌。由XRD繞射分析可得知其在(002)面上有較高的繞射峰,代表其表面有更高的C軸結晶特性,並且可由圖中看出並無其它峰值存在,可說明磷和鋁元素成功摻雜進氧化鋅晶格當中。最後藉由氧化鋅之高敏感度特性用於電化學分析儀上,測定電壓-電流變化,可用於苯肼化學感測上。
ZnO nanorod array films were coated on a ITO glass substrate by a two-step method. A thin ZnO seed buffer layer was first deposited via a spin coating method, P-doped ZnO and Al-doped ZnO nanowires were synthesized by hydrothermal process.The XRD shows the patterns of hexagonal wurtzite ZnO,while no other phase was observed. Meanwhile, no peaks related to Al and P element and compounds are found in the sample, which suggests that the Al and P doping exists in the form of impurity atoms. Detection of phenyl hydrazine by using a simple current–voltage (I–V) technique. Due to high sensitivity, it can be concluded that Al and P-doped ZnO nanowire could be an effective candidate for the fabrication of phenyl hydrazine chemical sensors.
目錄
中文摘要 i
Abstract ii
誌謝 iii
目錄 iv
表目錄 v
圖目錄 vi
第一章、緒論 1
1-1 前言 1
1-2 實驗動機 2
第二章、理論基礎與文獻回顧 3
2-1 奈米材料 3
2-1-1 小尺寸效應 4
2-1-2 表面效應 5
2-1-3 量子侷限效應 5
2-2 苯肼(phenyl hydrazine)介紹 7
2-3 感測器 8
2-3-1 感測器簡介 8
2-3-2 化學感測器 10
2-4 氧化鋅 13
2-4-1 氧化鋅的結構與基本性質 13
2-4-2 氧化鋅的成長方向 15
2-4-3 氧化鋅之導電性 16
2-4-4 氧化鋅的製備 16
2-5 氧化鋅應用於感測器之文獻回顧 21
第三章、實驗方法 23
3-1 實驗藥品及儀器 23
3-1-1 實驗藥品及材料 23
3-1-2 實驗儀器 24
3-2 實驗方法與流程 25
3-2-1 試片前處理 26
3-2-2 旋轉塗佈法置備氧化鋅晶種層 27
3-2-3 水溶液法成長氧化鋅 28
3-2-4 電化學分析作業 29
3-2-5 實驗分析 30
第四章、結果與討論 31
4-1 氧化鋅之SEM表面分析 31
4-2 氧化鋅之EDS分析 40
4-3 氧化鋅之XRD分析 41
4-4 P-doped ZnO電化學分析 43
4-5 Al-doped ZnO電化學分析 54
第五章、結論 65
參考文獻 66
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