【導(dǎo)讀】SnO2粉體作為一種功能基本材料，在氣敏、濕敏、光學(xué)技術(shù)等方面有著廣泛的應(yīng)用。目前是應(yīng)用在氣敏元件最多的基本原材料之一。納米級SnO2對H2、C2H2等氣體有著較高。的靈敏度、選擇性和穩(wěn)定性，具有更廣闊的應(yīng)用市場前景?！z法，近期還出現(xiàn)了微乳液法，水熱合成法等。每種制粉方法各有特點，但是在目前技。供研究樣品階段。度、反應(yīng)溫度、反應(yīng)終點pH值、干燥脫水方式、培燒溫度等因素對納米SnO2粉體粒徑的影響。面基團及過程防團聚機理等。米粒子的形貌與粒徑分布、晶相組成、比表面積進(jìn)行了表征與測定。在實驗中制備得到得SnO2膠體，在干燥、煅燒的過程中很容易形成團聚。水熱法制備過程中,粉體在液相中達(dá)到“煅燒”溫度。通過控制反應(yīng)條件,有效阻礙顆。粒間的長大,保持顆粒粒度均勻,形態(tài)規(guī)則,且干燥后無需煅燒,避免形成硬團聚。于電子-空穴對的產(chǎn)生而形成的混合型導(dǎo)電稱為本征導(dǎo)電。自組織使得性質(zhì)發(fā)生很大變化。

　　

【正文】 質(zhì)的影響要視具體情況而定。 水解器皿在使用前為什么要清洗干凈，若清洗不凈會帶來什么后果？ 儀器受到的污染，防止里面存在的雜質(zhì)離子影響實驗，如存在其他離子，通過我們的用蒸餾水和用乙醇清洗根本無法出去特殊的雜質(zhì)離子，會影響實驗結(jié)果，影響實驗結(jié)論的判斷。 清洗實驗器皿時，如果是玻璃器皿，習(xí)慣上大家都是先清理內(nèi)部，再清理外部。一般主要是盛放化學(xué)試劑 ，所以內(nèi)部比較臟，外面比較干凈。特殊的儀器有規(guī)定的清洗操作流程。如果沒有，那就是看清潔結(jié)果，最終目的是清洗干凈，方法不唯一，在不斷地實踐中，能摸索出一套適合自己的清洗方法。因為自來水里面有些鹽，比如 MgCl， NaCl， MgCl 等等，雖然少量，但是洗完儀器會殘留在表面，干燥后會有白色的痕跡，影響反應(yīng)，所以用蒸餾水。 如何精密控制水解液的 pH 值？為什么可用分光光度計監(jiān)控水解程度？ 膠體顆粒的形成及長大受 pH 影響很大，終點 pH 過大，形成的膠體則成為沉淀導(dǎo) 致顆粒長大， pH 控制過小，雖能形成膠體顆粒，但 sn4+不能完全生成 sn(OH)4 前驅(qū)體，原料利用率低。據(jù)資料，當(dāng)溶液中 pH 值約為 2． 88時， Sn(oH)4 沉淀完全，實驗結(jié)果也表明隨著溶液終點 pH 值的增大，最終粉體的比表面積減小，但 pH 值如果太小過飽和度低， sn4+反應(yīng)不完全。所以可以用ｐｈ計來進(jìn)行即使測量?？梢姺止夤舛扔嫷脑硎?，當(dāng)一束單色光照射待測物質(zhì)的溶液時，當(dāng)某一定頻率（或波長）的可見光所具有的能量（ hf）恰好與待測物質(zhì)分子中的價電子的能級差相適應(yīng)（即Δ E=E2E1=hf）時，待測物將對該頻率（波長）的可見光產(chǎn)生選擇性的吸收。用可見分光光度計可以測量和 記錄其吸收程度（吸光度）。由于在一定條件下，吸光度 A 與待測物質(zhì)的濃度 C 及吸收地長度 l 的乘積成正比，即 A＝ KCL，所以，在測得吸光度 A 后，可采用標(biāo)準(zhǔn)曲線法、比較法以及標(biāo)準(zhǔn)加入法等方法進(jìn)行定量分析。 可見分光光度計是一種結(jié)構(gòu)簡潔、使用方便的單光束分光光度計，基于樣品對單色光的選擇吸收特性可用于對樣品進(jìn)行定性和定量分析。其定量分析根據(jù)相對測量原理工作，即選定樣品的溶劑 (或空氣 )作為標(biāo)準(zhǔn)試樣，設(shè)定其透射比為 100%，被測樣品的透射比則相對于標(biāo)準(zhǔn)試樣 (或空氣 )而得到，在一定的濃度范圍，各參量遵循朗伯 — 比耳定律： A = lg1/T = KCL 所以可以通過測水中氫氧離子的濃度來監(jiān)控ＰＨ． 氧化錫溶膠的分離方法有哪些？本次實驗中加入（ NH4） 2SO4 的作用是什么？ 空抽濾，過濾，離心機分離。過濾是用濾紙或其他多孔材料分離懸浮在液體或氣體中固體顆粒、有害物質(zhì)的一種方法。利用物質(zhì)的溶解性差異，將液體和不溶于液體的固體分離開來的一種方法。操作時注意要做到“一貼、二低、三靠”。 一貼即濾紙緊貼漏斗內(nèi)壁。二低。 。 璃棒下端緊靠濾紙三層處。 。注意 濾前應(yīng)用玻璃棒攪拌，然后進(jìn)行過濾。 ，應(yīng)再過濾一次，直到溶液變得透明為止。 ：用燒瓶或滴管向過濾器中加蒸餾水，使水面蓋沒沉淀物，待溶液全部濾出后，重復(fù) 2~3 次。 離心機是利用離心力，分離液體與固體顆?；蛞后w與液體的混合物中各組分的機械。離心機主要用于將懸浮液中的固體顆粒與液體分開；或?qū)⑷闈嵋褐袃煞N密度不同，又互不相溶的液體分開 (例如從牛奶中分離出奶油 )；它也可用于排除濕固體中的液體，例如用洗衣機甩干濕 衣服；特殊的超速管式分離機還可分離不同密度的氣體混合物；利用不同密度或粒度的固體顆粒在液體中沉降速度不同的特點，有的沉降離心機還可對固體顆粒按密度或粒度進(jìn)行分級作用就是調(diào)節(jié)溶液呈堿性。 參考氧化錫的恒溫水解設(shè)計氧化鐵、氧化鋅等納米材料的合成。 氧化鋅的合成 向 1． 0 mol L1 的 Zll(SO4)2 溶液滴加 1． 0 mol． L 的 H2C2O4 溶液，70~C恒溫攪拌加料完成后繼續(xù)保溫反應(yīng) 0． 5 h。將得到的沉淀分成兩份，一份經(jīng) 0． 05 mol L1的草酸溶液超聲洗滌 (功率： 250w，頻率： 59 kHz)、減壓過濾及 120~C 真空干燥 2h，得到前驅(qū)體樣品 P1；另一份經(jīng)蒸餾水洗滌后減壓過濾及 120oC 干燥 2 h，得到前驅(qū)體樣品 P2。將 Pl 和 P2 于 800~C 焙燒 2． 0 h 分別得到 ZnO 納米粉體產(chǎn)物 P3 和 P4。 氧化鐵的合成 無機鹽水解法通常選用 FeC1 溶液為原料，在微波的環(huán)境下， Fe 進(jìn)行強迫水解得到前驅(qū)體，經(jīng)煅燒獲得納米氧化鐵。在制備過程中，加入結(jié)晶助劑 NaH2PO 提高了結(jié)晶生長速度。通過 H2P04一與晶粒的吸附和解吸附作用，使晶粒呈針形。此法簡單易行，但由于反應(yīng)體系中存在大量的 cl 一，而 cI 一與 Fe 形成配合物的能力較強，故完全轉(zhuǎn)變?yōu)? ａ — Fe20２所需的時間較長。 半導(dǎo)體氣敏材料為什么一般選用納米材料？ SnO：作為氣敏材料使用是從 20 世紀(jì) 60 年代開始的，它是研究最多、應(yīng)用最廣的半導(dǎo)體氣敏材料。其突出的優(yōu)點是化學(xué)穩(wěn)定性好，氣體靈敏度高，氣體選擇性可通過摻雜或施加涂層來改善，因而 SnO：在可燃?xì)怏w、有毒有害氣體的檢測上取得廣泛應(yīng)用。以氧化錫為基體材料，并摻入適當(dāng)?shù)拇呋瘎┗蛱砑觿?，還可制得對酒精、硫化氫、一氧化碳和甲烷等氣體具有選擇性敏感作用的氧化錫氣敏元件。由于氧化錫的氣敏機理屬表面控制型，氣體 靈敏度的高低與材料的比表面積有關(guān)，通常比表面積越大，氣體靈敏度越高． 如何判斷氣敏元件的各角是否連接好？ 用萬用表測量電阻絲兩端的電壓是否保持在 左右，以驗證是否出現(xiàn)脫焊現(xiàn)象。 半導(dǎo)體氣敏元件使用前為什么要進(jìn)行老化？ 隨著電子技術(shù)的發(fā)展，電子產(chǎn)品的集成化程度越來越高，結(jié)構(gòu)越來越細(xì)微，工序越來越多，制造工藝越來越復(fù)雜，這樣在制造過程中會產(chǎn)生潛伏缺陷。對一個好的電子產(chǎn)品，不但要求有較高的性能指標(biāo)，而且還要有較高的穩(wěn)定性。電子產(chǎn)品的穩(wěn)定性取決于設(shè)計的合理性、元器件性能以及整機制造工藝等因素。目前， 國內(nèi)外普遍采用高溫老化工藝來提高電子產(chǎn)品的穩(wěn)定性和可 用 性，通過高溫老化可以使元器件的缺陷、焊接和裝配等生產(chǎn)過程中存在的隱患提前暴露，保證出廠的產(chǎn)品能經(jīng)得起時間的考驗。 電子產(chǎn)品在生產(chǎn)制造時，因設(shè)計不合理、原材料或工藝措施方面的原因引起產(chǎn)品的質(zhì)量問題有兩類，第一類是產(chǎn)品的性能參數(shù)不達(dá)標(biāo)，生產(chǎn)的產(chǎn)品不符合使用要求；第二類是潛在的缺陷，這類缺陷不能用一般的測試手段發(fā)現(xiàn)，而需要在使用過程中逐漸地被暴露，如硅片表面污染、組織不穩(wěn)定、焊接空洞、芯片和管殼熱阻匹配不良等等。一般這種缺陷需要在元器件工作于額定功率和正常工 作溫度下運行一千個小時左右才能全部被激活（暴露）。顯然，對每只元器件測試一千個小時是不現(xiàn)實的，所以需要對其施加熱應(yīng)力和偏壓，例如進(jìn)行高溫功率應(yīng)力試驗，來加速這類缺陷的提早暴露。也就是給電子產(chǎn)品施加熱的、電的、機械的或多種綜合的外部應(yīng)力，模擬嚴(yán)酷工作環(huán)境，消除加工應(yīng)力和殘余溶劑等物質(zhì)，使?jié)摲收咸崆俺霈F(xiàn)，盡快使產(chǎn)品通過失效浴盆特性初期階段，進(jìn)入高可 用 的穩(wěn)定期。電子產(chǎn)品的失效曲線如圖 1 所示。 老化后進(jìn)行電氣參數(shù)測量，篩選剔除失效或變值的元器件，盡可能把產(chǎn)品的早期失效消滅在正常使用之前。這種為提高電子產(chǎn)品可 用 度和延長產(chǎn)品使用壽命，對穩(wěn)定性進(jìn)行必要的考核，以便剔除那些有 “ 早逝 ” 缺陷的潛在 “ 個體 ”（元器件），確保整機優(yōu)秀品質(zhì)和期望壽命的工藝就是高溫老化的原理。 除了制成旁熱式氣敏元件外，你還知道哪些結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體氣敏元件 ? 氣敏電阻器根據(jù)加熱的方式可分為直熱式和旁熱式兩種。直熱式氣敏元件，加熱絲和測量電極一同 燒結(jié)在金屬氧化物半導(dǎo)體管芯內(nèi)。工作消耗功率大，穩(wěn)定性較差，故應(yīng)用逐漸減少。 除此以外，氣敏元件還可以以電阻式和非電阻式形式區(qū)分。 電阻式氣敏元件大致上可以分為表面控制型與體控制型。表面控制型氣敏元件是利用半導(dǎo)體表面因吸附氣體而引起元件電阻值變化的特性而制成，常用的金屬氧化物半導(dǎo)體材料有氧化錫、氧化鋅等，靈敏度高，響應(yīng)速度快。 體控制型氣敏元件，在較低溫度下，反應(yīng)性強，易還原的氧化物半導(dǎo)體因可燃性氣體而改變其結(jié)構(gòu)組成（晶格缺陷），使元件組織改變；在高溫下，離子在晶格內(nèi)迅速擴展，使耐還原的氧化物半導(dǎo)體的晶格缺陷 及濃度改變，從而導(dǎo)致元件電阻率發(fā)生變化。常用的元件材料有氧化錫、氧化鈦、氧化鈷、 rFe2O3 等，在高、低溫條件下的穩(wěn)定性均較好。 非電阻式氣敏元件可以分為氣敏二極管與氫敏 MOS 場效應(yīng)管。氣敏二極管的工作原理是，如果二種極管選用鉑 /硫化鎘、鉑 /氧化鈦、鈀 /氧化鈦、鈀 /氧化鋅等材料制作，二極管的金屬與半導(dǎo)體的界面就會吸附氣體，而氣體又會對半導(dǎo)體的禁帶寬度造成影響，則二極管的整流特性就會因氣體濃度的變化而變化。 MOS 場效應(yīng)管采用金屬鈀做柵極，由于金屬鈀可以吸收和溶解氫氣，如果使鈀柵極 MOS場效應(yīng)管處于含有氫氣 的氣氛中，氫能滲透穿過鈀，擴散到鈀 二氧化硅等介質(zhì)邊界而形成電偶層，從而使 MOS 場效應(yīng)管的開啟電壓 VT 隨氫氣濃度而變化，引起漏電流 ID 發(fā)生變化。若保持漏電流 ID 不變，則柵壓 VG 與氫氣濃度成正比。 解釋氣解元件在 5V 的電阻值隨時間的變化。 氣體傳感器的阻溫特性主要是表面氧吸附與溫度的關(guān)系以及載流子穿越勢壘 (包括擴散發(fā)射、勢壘貫穿 )與溫度關(guān)系綜合作用的結(jié)果典型的表面控制型 SnO2 氣體傳感器 ,典型的傳感器處于正常大氣環(huán)境中 ,則吸附大氣中的活性氣體氧氣 , O2 以 O O 、 O2 等吸附氧形式塞積在 晶粒間的晶界處 ,造成高勢壘狀態(tài) ,阻擋載流子運動 ,使半導(dǎo)體器件處于高電阻狀態(tài) ,當(dāng)加熱電壓較低 (0～ 2V)時 ,元件溫度較低 ,氧在 SnO2 晶粒表面為物理吸附 ,不影響元件的電阻 . 在加熱電壓較高 (3 ～ 6V)時 ,元件溫度高 ,促進(jìn) O2轉(zhuǎn)變?yōu)?O和 O2,提高了勢壘高度 ,從而限制載流子運動 ,電阻升高 . 1解釋氣解元件的阻值隨加熱電壓的變化。 常溫下 Sn02 元件電阻很高，但隨著溫度的升高， sn02 元件電阻在 80℃之前劇烈下降，之后逐漸趨于穩(wěn)定。該變化與材料表面氧氣吸／脫附過程、材料致密化過程、溫度對物質(zhì)禁帶影響有關(guān) 。 1解釋氣敏元件的靈敏度隨氣體濃度的變化。 圖 2 為氣敏元件測試電路采集的 SnO2 氣敏元件對空氣和 3105 甲醛氣體的輸出電壓波形。由圖 2 可以看出，通人甲醛氣體后，元件上的電壓變小，即電阻降低。當(dāng)甲醛體積分?jǐn)?shù)從 0 升高到 3105 時，元件上電壓變化了約 150 mV。該氣敏元件對 3105 甲醛響應(yīng)和恢復(fù)時間分別為 25 s 和 40 s。元件的靈敏度隨甲醛體積分?jǐn)?shù)的減小而降低，如圖 3 所示。 SnO2 是 n 型半導(dǎo)體，當(dāng)表面吸附甲醛這類還原性氣體時，吸附氣體向半導(dǎo)體提供電子，使半導(dǎo)體表層的導(dǎo)電電子數(shù)增加，引起電導(dǎo) 率增加，電阻下降。吸附氣體濃度越高，電阻率的變化也越大。因此，隨著甲醛體積分?jǐn)?shù)的增大，元件靈敏度增大。 半導(dǎo)體納米材料的應(yīng)用前景 半導(dǎo)體納米材料所具有的各種量子效應(yīng)和其獨特的性質(zhì)，使其在未來的各種功能器件的應(yīng)用中發(fā)揮重要作用，其中包括以微結(jié)構(gòu)激光器為主的光電子器件、以單電子晶體管為主的量子電子器件以及利用量子點微結(jié)構(gòu)具有的大的光學(xué)非線性性質(zhì)制造的光學(xué)器件等．隨著社會信息化水平的提高， 21世紀(jì)數(shù)據(jù)傳遞將以冒新月異的速度發(fā)展． 但以電子為載體的傳輸信息流由于技術(shù)性和經(jīng)濟性的原因，其傳輸量只能達(dá)到數(shù)百 Mb／ s， 難以滿足未來信息社會 Tb／ s(超太容量傳輸?shù)囊螅虼?，高碼率信息流的傳輸、交換處理與儲存技術(shù)是社會信息化的關(guān)鍵技術(shù)．伴隨著光電子技術(shù)和微電子技術(shù)的迅速發(fā)展和相互緊密結(jié)合與滲透，這兩種技術(shù)，尤其是半導(dǎo)體光電子和集成技術(shù)是實現(xiàn)社會信息化不可替代的手段，也將進(jìn)一步發(fā)展成為新世紀(jì)的信息高技術(shù)產(chǎn)業(yè)． 由于半導(dǎo)體光電子器件和半導(dǎo)體傲電子器件具有高效率、高頻率、低功耗、長壽命、高可靠性、多功能、微小尺寸、易集成、易批量低成本生產(chǎn)，尤其是兩者易于相互兼容等優(yōu)點，使其在這兩種技術(shù)中，特別是在信息傳輸、交換、互連、處理、顯示 等方面具有獨特和關(guān)鍵的基礎(chǔ)地位，在日臻完善的微電子工藝技術(shù)和先進(jìn)的半導(dǎo)體納米材料生長技術(shù)的支持下，半導(dǎo)體光電子學(xué)和半導(dǎo)體微電子學(xué)已成為當(dāng)今最活躍、最熱門的科學(xué)之一，其相關(guān)器件的設(shè)計和研制也將成為新世紀(jì)最重要的產(chǎn)業(yè)之近年來，隨著半導(dǎo)體納米材料研究的深入，量子點分子和量子點晶體的研究已越來越引起人們的廣泛關(guān)注． 量子點可以看作一個比實際原子尺寸大得當(dāng)?shù)娜嗽煸?，以人造原子為基元，通過量子點問的耦合和相互作用則形成一種分子，稱這種人造分子為量子點分子 這種新型的人造分子不同于通常以原子為基元構(gòu)成的分子，具有獨特而 新奇的性質(zhì) (比半導(dǎo)體量子點更加可控制和利于實際應(yīng)用的性質(zhì) )．目前已利用半導(dǎo)體量子點分子制備出了數(shù)字邏輯電路單元。 ．把量子點按著晶體方式排列可以生長出一一維、二維或三維的晶體，一稱該種人造晶體為量子點晶體． 它同樣具有區(qū) g4于通常以原子為基元構(gòu)成的晶體的性質(zhì)． 半導(dǎo)體量子點在未來的光電器件制造中具有重要的應(yīng)用價值，但只有具備高密度，窄尺寸分布的量子點才具有實際應(yīng)用價值． 由于量子點晶體是由等尺寸和等間距的量子點組成的，人們可以通過改變量子點晶體的結(jié)構(gòu) (例如：晶格常量，堆積方式、基元的大小和取向等 )控制量子點 晶體材料的光電性質(zhì) ，使其更具有實際應(yīng)用價值。 進(jìn)一步探索壘光網(wǎng)絡(luò) (包括全光學(xué)計算機 )，是人類社會信息時代追求