| 摘要 | 第5-7页 |
| ABSTRACT | 第7-8页 |
| 第一章 绪论 | 第13-35页 |
| 前言 | 第13-14页 |
| 1.1 钙钛矿氧化物材料概述 | 第14-17页 |
| 1.1.1 钙钛矿型氧化物材料的发展历程 | 第14页 |
| 1.1.2 钙钛矿型氧化物材料的应用 | 第14-16页 |
| 1.1.2.1 固体氧化物燃料电池(SOFC)的阴极材料 | 第14-15页 |
| 1.1.2.2 多功能导电材料 | 第15页 |
| 1.1.2.3 氧分离膜材料 | 第15-16页 |
| 1.1.2.4 催化剂材料 | 第16页 |
| 1.1.2.5 气敏材料 | 第16页 |
| 1.1.3 钙钛矿型氧化物材料挑战和展望 | 第16-17页 |
| 1.2 LaBaCo_2O_(5+δ) 结构介绍 | 第17-21页 |
| 1.2.1 立方钙钛矿结构 | 第17-19页 |
| 1.2.2 层状钙钛矿结构 | 第19-20页 |
| 1.2.3 双层钙钛矿结构 | 第20-21页 |
| 1.3 (LaBa)Co_2O_(5+δ) 材料的结构 | 第21-22页 |
| 1.4 半导体气体传感器的的研究现状 | 第22-30页 |
| 1.4.1 引言 | 第22页 |
| 1.4.2 气体传感器的定义及分类 | 第22-28页 |
| 1.4.2.1 气体传感器的定义 | 第22-23页 |
| 1.4.2.2 气体传感器的分类 | 第23-26页 |
| 1.4.2.3 气体传感器的性能指标 | 第26-27页 |
| 1.4.2.4 响应时间和恢复时间 | 第27页 |
| 1.4.2.5 半导体氧化物气体传感器的发展历史 | 第27-28页 |
| 1.4.3 钙钛矿复合氧化物半导体气敏传感器研究现状及进展 | 第28-30页 |
| 1.5 薄膜材料的制备工艺简介 | 第30-33页 |
| 1.5.1 脉冲激光沉积(PLD) | 第30-31页 |
| 1.5.2 金属有机物化学气相沉积法(MOCVD) | 第31-32页 |
| 1.5.3 溶胶-凝胶法 | 第32页 |
| 1.5.4 高分子辅助沉积法(PAD) | 第32-33页 |
| 1.6 本论文研究的目的及意义 | 第33页 |
| 1.7 本论文的结构安排 | 第33-35页 |
| 第二章 实验药品及仪器表征方法 | 第35-46页 |
| 2.1 实验药品及仪器 | 第35-36页 |
| 2.2 本论文所用的仪器及表征方法 | 第36-46页 |
| 2.2.1 电感耦合等离子发射谱仪(ICP-OES) | 第36页 |
| 2.2.2 匀胶机 | 第36-37页 |
| 2.2.3 X射线衍射分析 | 第37-38页 |
| 2.2.4 原子力显微镜 | 第38-39页 |
| 2.2.5 扫描电子显微镜 | 第39页 |
| 2.2.6 透射电镜 | 第39-40页 |
| 2.2.7 拉曼光谱测试仪 | 第40-41页 |
| 2.2.8 电化学阻抗谱的测试与分析方法 | 第41-42页 |
| 2.2.9 LBCO薄膜电输运及气敏测试装置介绍 | 第42-46页 |
| 2.2.9.1 仪器及装置介绍 | 第42页 |
| 2.2.9.2 自制高温四探针电阻测试装置介绍 | 第42-44页 |
| 2.2.9.3 电阻-温度测试装置介绍 | 第44-46页 |
| 第三章 LaBaCo_2O_(5+δ) 薄膜材料制备工艺研究 | 第46-69页 |
| 3.1 高分子辅助沉积法制备薄膜工艺 | 第46-49页 |
| 3.1.1 高分子辅助沉积(PAD)法基本原理 | 第46-47页 |
| 3.1.2 LBCO薄膜的制备过程 | 第47-49页 |
| 3.2 LaBaCo_2O_(5+δ) 薄膜材料的制备 | 第49-52页 |
| 3.2.1 基片的选择与缓冲层的制备 | 第49-50页 |
| 3.2.2 LBCO薄膜制备工艺流程 | 第50-52页 |
| 3.3 工艺因素对LBCO薄膜的影响 | 第52-60页 |
| 3.3.1 缓冲层的作用 | 第52-54页 |
| 3.3.2 不同烧结条件LBCO薄膜相组成和形貌 | 第54-59页 |
| 3.3.3 最佳烧结条件下样品的SEM和TEM分析 | 第59-60页 |
| 3.4 LBCO薄膜材料的电化学性质研究 | 第60-68页 |
| 3.4.1 电化学阻抗谱 | 第61-63页 |
| 3.4.2 LBCO薄膜的阻抗谱研究 | 第63-68页 |
| 3.5 本章小结 | 第68-69页 |
| 第四章 LaBaCo_2O_(5+δ) 薄膜的电输运研究 | 第69-84页 |
| 4.1 LBCO中的载流子 | 第69-70页 |
| 4.1.1 LBCO中的电荷补偿效应与钴离子混合价状态 | 第69-70页 |
| 4.1.2 LBCO中的氧空位及其电特性 | 第70页 |
| 4.1.3 LBCO中的电子电导与离子电导 | 第70页 |
| 4.2 LBCO薄膜中的空穴导电过程 | 第70-73页 |
| 4.2.1 极化子理论概述 | 第70-71页 |
| 4.2.2 LBCO薄膜的电子型电导机制 | 第71-73页 |
| 4.3 LBCO薄膜材料的制备条件对薄膜电输运性能的影响 | 第73-79页 |
| 4.3.1 测试装置 | 第73-74页 |
| 4.3.2 烧结温度对薄膜电输运性质的影响 | 第74-77页 |
| 4.3.3 烧结时间对薄膜电输运性质的影响 | 第77-79页 |
| 4.4 LBCO薄膜的电输运性及循环可逆性研究 | 第79-81页 |
| 4.5 氧气含量对LBCO薄膜的电输运性影响 | 第81-82页 |
| 4.6 本章小结 | 第82-84页 |
| 第五章 LaBaCo_2O_(5+δ) 薄膜材料的氧敏特性的研究 | 第84-107页 |
| 前言 | 第84页 |
| 5.1 氧传感器分类 | 第84-86页 |
| 5.1.1 按照工作原理分类 | 第84-86页 |
| 5.1.1.1 浓差电池型氧传感器 | 第84-85页 |
| 5.1.1.2 电化学泵型氧传感器 | 第85页 |
| 5.1.1.3 氧化物半导体氧传感器 | 第85-86页 |
| 5.2 氧敏传感技术的发展历程、现状以及趋势 | 第86-87页 |
| 5.3 LaBaCo_2O_(5+δ) 材料中的氧空位分布和氧离子的运动 | 第87-93页 |
| 5.3.1 双钙钛矿层状结构中氧空位的分布 | 第88-89页 |
| 5.3.2 LBCO材料中不同化学计量比与Co-O团簇的原子结构关系 | 第89-90页 |
| 5.3.3 氧离子在LBCO材料中的运动 | 第90-92页 |
| 5.3.4 氧气分子在材料LaBaCo_2O_(5+δ) 表面的吸附与解离 | 第92-93页 |
| 5.4 LBCO薄膜氧敏特性研究 | 第93-101页 |
| 5.4.1 测试设备简介 | 第93页 |
| 5.4.2 烧结工艺对LBCO薄膜的氧气敏感性能影响 | 第93-98页 |
| 5.4.2.1 烧结温度对LBCO材料氧敏性能的影响 | 第94-97页 |
| 5.4.2.2 烧结时间对LBCO材料气敏性能的影响 | 第97-98页 |
| 5.4.3 测试温度对LBCO材料气敏性能的影响 | 第98-99页 |
| 5.4.4 氧气脉冲流量及氧气浓度对LBCO薄膜氧敏性能的影响 | 第99-100页 |
| 5.4.5 氧气的浓度对氧敏性能的影响 | 第100-101页 |
| 5.5 电阻型LBCO薄膜氧敏机理的初探 | 第101-106页 |
| 5.5.1 现有电阻型氧敏半导体氧敏机理简述 | 第101-102页 |
| 5.5.1.1 原子价键控制模型 | 第101-102页 |
| 5.5.1.2 表面电荷层模型 | 第102页 |
| 5.5.1.3 晶界势垒模型 | 第102页 |
| 5.5.2 关于LBCO薄膜氧敏机理的讨论 | 第102-106页 |
| 5.5.2.1 LBCO薄膜的氧敏特点 | 第102-103页 |
| 5.5.2.2 氧在LBCO中的作用 | 第103-104页 |
| 5.5.2.3 钴离子在LBCO薄膜氧敏中的作用 | 第104-105页 |
| 5.5.2.4 材料结构的影响 | 第105-106页 |
| 5.6 本章小结 | 第106-107页 |
| 第六章 结论 | 第107-109页 |
| 致谢 | 第109-110页 |
| 参考文献 | 第110-124页 |
| 博士期间取得的研究成果 | 第124-125页 |
