三氧化鎢氣敏機(jī)理的密度泛函研究.pdf

1、=錆一飄The●、摘要隨著環(huán)境中有害氣體排放量的增多及人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，新型高性能低功耗氣敏傳感器越來越受到大家的關(guān)注。本文主要就不同納米結(jié)構(gòu)的W03晶體對(duì)不同種類氣體的氣敏機(jī)理進(jìn)行了密度泛函研究：并從實(shí)驗(yàn)角度證明了理論計(jì)算的合理性。首先，在W03晶體模型基礎(chǔ)上構(gòu)建Y(001)，(100)，(101)，(OlO)，(020)等低晶面指數(shù)的表面。通過計(jì)算比較各個(gè)表面的能量，得出(002)表面有最低的表面能；而(101)和(020)表面有

2、同樣最大的表面能。選擇能量最低最易結(jié)晶的(002)表面研究其對(duì)Nit3吸附機(jī)理。具有最低吸附能的ol。位置吸附被作為最穩(wěn)定和最佳的吸附體系。NH3吸附后費(fèi)米能級(jí)整體向右(能量增大的方向)移動(dòng)了大約108eV。同時(shí)，整個(gè)NH3分子失去了035電子。即W03的(002)表面獲得035個(gè)電子。以上兩個(gè)因素導(dǎo)致W03表面電阻降低。，其次，實(shí)驗(yàn)采用熱熔法制備了W03納米片，表征結(jié)果顯示納米片主要沿著【010】和[100]方向生長(zhǎng)，而以士(001)

3、晶面封閉為片狀結(jié)構(gòu)。因此，納米片暴露最大的(002)表面被作為氣體吸附的表面。因此，論文中研究了(002)表面對(duì)N02氣體的吸附機(jī)理并得出結(jié)論：01。位置的吸附體系具有最低的吸附能，體系結(jié)構(gòu)’最穩(wěn)定。N02在此位置的吸附改變了表面各原子的分波態(tài)密度，并且在靠近價(jià)帶的位置產(chǎn)生了額外的受主能級(jí)。同時(shí)，吸附后整個(gè)N02分子獲得了058個(gè)電子，即W03的(002)表面失去了058個(gè)電子。受主能級(jí)的產(chǎn)生和電子的流失導(dǎo)致了吸附后表面電阻增加。這個(gè)計(jì)