SiC纳米线的制备及其压阻特性研究

来源 :湖南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wqwwvfbgo
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
传感器是人类五官的延长,是人类获取信息的重要工具,又被称之为电五官,被广泛应用于人类生活和社会发展的各个领域。随着社会的发展和应用探索的不断进行,能在高温、辐射等恶劣条件下服役的高性能、高稳定压力传感器的研发变得越来越急迫。SiC材料由于具有宽带隙、高导热率、高击穿电压和高电子迁移率等优点,成为构建适用于恶劣工作条件下的高性能压力传感器的代表性材料之一。低维碳化硅纳米材料由于同时具有低维纳米结构和碳化硅的双重优点,研究证实其拥有比相应块体材料更大的压阻效应。本论文以高性能SiC压力传感器的研发为目标,采用高温热解有机前驱体(聚碳硅烷/聚硅氮烷)制备工艺,在碳布衬底上制备出尺寸相近、掺杂元素可控的SiC纳米线。利用原子力显微镜(AFM)对不同掺杂类型的SiC纳米线进行压阻性能检测,探索单元素掺杂以及双元素共掺对SiC纳米线压阻性能的影响,并对不同元素掺杂的SiC纳米线的压阻效应产生机理进行讨论分析,为实现适用于恶劣环境下的高性能压力传感器的研发提供技术参考和理论支撑。主要工作如下:1、以聚硅氮烷为前驱体,硝酸钴为催化剂,在氮氩混合气氛保护下,通过高温热解制备了直径约为200nm的N掺杂3C-SiC纳米线,N元素掺杂浓度约为2.32 at.%。压阻性能测试结果表明:随着施加的压力从27.26 nN增加到111.14 nN,N掺杂SiC纳米线的横向压阻系数π[11?0]的变化范围为2.65×10-11 Pa-1-5.33×10-11 Pa-1。其应变系数(GF)最大可达31.98,高于未掺杂的SiC纳米线的应变系数。2、以聚碳硅烷为前驱体,硝酸钴为催化剂,在氩气保护下,通过高温热解有机前驱体实现P掺3C-SiC纳米线的制备。纳米线直径约180 nm,P元素掺杂浓度约0.1 at.%。压阻性能测试结果表明:随着施加的压力从27.26 nN逐渐增大到121.63 nN,P掺杂SiC纳米线的横向压阻系数π[11?0]从-4.77×10-11 Pa-1增大到-26.99×10-11 Pa-1。应变系数GF高达-161.9,仅低于目前SiC纳米结构中报道的最大应变系数。3、以聚硅氮烷为前驱体,硝酸钴为催化剂,在氮氩混合气氛保护下,通过改变氮氩混合气的比例,制备出尺寸相似、N元素掺杂浓度不同的N/P共掺SiC纳米线。两组样品的P元素掺杂浓度分别为0.1 at.%和0.11 at.%,N元素掺杂浓度分别为2.16 at.%和10.16 at.%。压阻性能测试结果分析如下,随着施加的压力逐渐增大,两组样品的最大压阻系数π[11?0]分别为-146.30×10-11 Pa-1和-47.15×10-11 Pa-1。其最大应变系数GF分别为-877.79和-282.89,均大于N掺杂或P掺杂纳米线的应变系数,其中,第一组N/P共掺SiC纳米线的应变系数高于目前SiC纳米材料体系中获得的最大应变系数。
其他文献
商河油田商25区块调整井注水开发早,地层压力系统发生显著变化,部分地层水淹程度高,并形成了高压层、漏失层和多压层共存的多压力层系;同时套管破损情况异常严重,封固段长,浆
辽宁北镇天主教堂是北镇现存的近代宗教建筑之一,是北镇市天主教历史信息和西方宗教文化的载体,是中国本土的建造技艺和西方宗教建筑风格融合统一的代表建筑。它见证了北镇市的发展与壮大,也在时间的流逝中遭到了自然和人为的破坏。本文主要对辽宁北镇天主教堂的修复设计进行研究。为切合实际的提出北镇天主教堂的修复设计方案,论文先是通过史料档案梳理出近代天主教在辽宁的传播过程和教堂的分布等情况,并通过大量的实地调研分
四旋翼无人机因其具有垂直起降、定点悬停、低成本和机械结构简单等优点,普遍被应用在民用和军事领域,但在其执行任务过程中易受到内部和外部多种干扰影响,因此对四旋翼无人机进行精确地轨迹跟踪控制非常困难。本文从四旋翼无人机平台设计、系统建模、控制器设计等方面,对多源干扰影响下四旋翼无人机轨迹跟踪控制问题进行研究。构建四旋翼无人机平台,完成硬件、软件设计。在硬件设计上选取STM32系列处理器、MEMS传感器
不锈钢复合板因性能优异,成本低廉,广泛应用于耐腐蚀,耐高温环境中。由于不锈钢复合板基层与覆层之间在成分和性能方面差异较大,使不锈钢复合板在焊接过程中易出现基层与覆层
半色调技术作为图像复制过程中的重要步骤,被广泛应用在打印、印刷、显示等许多领域。出于作品知识产权保护、来源认证等目的,常需要在半色调图像中隐藏一些带有特征的信息。因此,如何有效提高半色调图像质量,并以半色调图像为载体进行信息隐藏的技术吸引了普遍关注。本文旨在研究图像半色调技术及其信息隐藏算法,主要研究成果如下:基于Otsu阈值分割的反馈视觉差半色调水印算法。通过引入Otsu阈值分割对原灰度图像进行
地形和气溶胶对雹云的发展都有重要影响。本文使用带有分档微物理方案的中尺度模式(WRF-SBM)模拟了一次新疆夏季的冰雹天气过程,并通过敏感性试验研究了地形和气溶胶(分别充
周边眼使用光面爆破是隧道爆破施工普遍使用的方法,利用水压爆破特点实施光面爆破,对提高半孔率、改善光面爆破的效果是显然的。论文采用ANSYS/LS-DYNA有限元分析软件,建立单孔模型模拟单孔爆炸岩石的侵彻过程。建立双孔模型分析炸药与炮孔不同耦合条件下的成缝过程,对不同耦合条件下的爆破效果进行对比研究,对周边孔间距、光爆层厚度、装药线密度、装药结构等几个对光面爆破影响较大的因素进行模拟分析,并以桂林
钻爆法是交通隧道、矿山开采、地下空间硐室开挖的主要开挖方式。由于受自由面与空间的条件限制以及其它诸多方面的原因,隧道爆破目前国内水平还难以实现科学化、精细化的爆破开挖。隧道普通施工工艺中,爆破超欠挖严重、爆破进尺短、爆破器材单耗高等现象仍然较为突出;随着材料科学和自动化技术等科学技术的巨大进步,使用大型自动化钻孔设备(如XE3C自动换三臂凿岩台车)取代在隧道和硐室爆破开挖中人工打眼、数码雷管推广使
随着城市道路不断建设与既有铁路不可避免地存在交叉,如何确保城市道路下穿铁路施工时既有铁路的营业安全已成为重要的研究课题。对此,通过大量文献阅读和现场实地调研,对小跨度箱涵下穿普速铁路施工时变形特性进行了研究和探讨。论文以龙岩市永定区凤城街道下坑一路下穿漳龙线铁路工程为背景依托,在现有施工方案基础上确定监测方案,建立了基于BIM技术的监测平台,对箱涵下穿普速铁路变形特性进行了探讨,基于现场实际监测数
《刑法修正案(八)》通过设立《刑法》第133条之一将醉酒驾驶机动车行为予以入罪,醉驾行为的法律后果由此从行政处罚升格为刑事处罚,从而在一定程度上震慑了日益猖獗的酒驾群体,但其规范目的并没有完全实现。从初期仅有法条,到现今司法解释、学者理论枝繁叶茂,醉酒型危险驾驶罪逐渐成为刑法的一大交流热点。该罪虽然属于轻罪,却与我们日常生活紧密相关,我们可能不酗酒,但是未必别人不会劝酒,加之我国源远流长的酒文化,