| 摘要 | 第3-4页 |
| ABSTRACT | 第4页 |
| 第一章 绪论 | 第8-20页 |
| 1.1 化学气体敏感材料 | 第8-11页 |
| 1.1.1 气体敏感材料概述 | 第8页 |
| 1.1.2 三氧化钨晶体 | 第8-11页 |
| 1.2 计算材料研究方法 | 第11-12页 |
| 1.2.1 密度泛函理论 | 第11页 |
| 1.2.2 计算软件CASTEP 介绍 | 第11-12页 |
| 1.3 气体传感器介绍 | 第12-18页 |
| 1.3.1 气体传感器的定义 | 第12-13页 |
| 1.3.2 半导体气体传感器分类 | 第13页 |
| 1.3.3 半导体气体传感器的主要特征 | 第13-15页 |
| 1.3.4 气体敏感机理 | 第15-17页 |
| 1.3.5 气体传感器的发展概况 | 第17-18页 |
| 1.4 三氧化钨纳米结构气敏传感器发展概况 | 第18-19页 |
| 1.5 本课题研究的目的和意义 | 第19-20页 |
| 第二章 理论基础 | 第20-34页 |
| 2.1 晶体理论 | 第20-23页 |
| 2.1.1 半导体的基本概念 | 第20-21页 |
| 2.1.2 半导体表面电子结构 | 第21-22页 |
| 2.1.3 晶体表面能 | 第22页 |
| 2.1.4 晶体表面吸附能理论 | 第22-23页 |
| 2.2 气体分子在晶体表面吸附过程 | 第23-25页 |
| 2.2.1 吸附与脱附 | 第23页 |
| 2.2.2 物理吸附与化学吸附 | 第23-24页 |
| 2.2.3 吸附位能曲线 | 第24-25页 |
| 2.3 第一性原理计算理论 | 第25-30页 |
| 2.3.1 密度泛函理论 | 第25-28页 |
| 2.3.2 交换相关能近似 | 第28-29页 |
| 2.3.3 赝势平面波 | 第29-30页 |
| 2.4 磁控溅射沉积金属薄膜工作原理 | 第30-31页 |
| 2.5 金属氧化物纳米线制备方法 | 第31-32页 |
| 2.6 微观表征手段 | 第32-34页 |
| 2.6.1 扫描电子显微镜（SEM）薄膜表面形貌分析 | 第32页 |
| 2.6.2 透射电子显微镜（TEM）晶体表面及结构分析 | 第32-33页 |
| 2.6.3 X 射线衍射法（XRD）晶体结构分析 | 第33-34页 |
| 第三章 实验过程 | 第34-39页 |
| 3.1 三氧化钨薄膜敏感层的制备 | 第34-36页 |
| 3.1.1 阳极氧化铝（AAM）模板清洗 | 第34页 |
| 3.1.2 WO_3 薄膜的制备 | 第34-35页 |
| 3.1.3 Pt 电极的制备 | 第35-36页 |
| 3.2 低维三氧化钨纳米结构的合成 | 第36-37页 |
| 3.2.1 低维三氧化钨纳米结构合成 | 第36页 |
| 3.2.2 气敏传感器制备 | 第36-37页 |
| 3.3 气敏性能的测试和微观结构的表征 | 第37-39页 |
| 3.3.1 气敏性能测试 | 第37-38页 |
| 3.3.2 微观表征 | 第38-39页 |
| 第四章 三氧化钨晶体及表面能的DFT 计算 | 第39-46页 |
| 4.1 计算步骤 | 第39页 |
| 4.2 计算参数设置 | 第39-40页 |
| 4.3 计算结果与讨论 | 第40-46页 |
| 4.3.1 WO_3 晶体性质 | 第40-42页 |
| 4.3.2 表面能的研究 | 第42-44页 |
| 4.3.3 （002）表面的重组 | 第44-46页 |
| 第五章 三氧化钨薄膜对氨气敏感机理的研究 | 第46-57页 |
| 5.1 NH_3 在WO_3 (002)表面的吸附模型建立 | 第46-47页 |
| 5.2 NH_3 吸附位置的确定 | 第47-48页 |
| 5.3 NH_3 在WO_3（002）表面O1c 位置的吸附对表面结构的影响 | 第48-49页 |
| 5.4 NH_3 在WO_3（002）表面O1c 位置的吸附对表面电导的影响 | 第49-53页 |
| 5.5 NH_3 在WO_3（002）表面O1c 位置吸附的电子布局分析 | 第53-55页 |
| 5.6 计算与试验结果对比 | 第55-57页 |
| 第六章 三氧化钨纳米片对二氧化氮敏感机理的研究 | 第57-70页 |
| 6.1 实验结果 | 第57-58页 |
| 6.2 计算模型的建立与计算方法 | 第58-61页 |
| 6.2.1 WO_3 晶体的建立和优化 | 第58-59页 |
| 6.2.2 WO_3 的（002）表面及NO_2 表面吸附模型的建立和优化 | 第59-61页 |
| 6.3 结果与讨论 | 第61-70页 |
| 6.3.1 NO_2 吸附位置的确定 | 第61页 |
| 6.3.2 NO_2 在WO_3 的（002）表面O1c 位置的吸附对表面结构的影响 | 第61-62页 |
| 6.3.3 NO_2 在WO_3 的（002）表面O1c 位置的吸附对表面电导的影响 | 第62-67页 |
| 6.3.4 NO_2 在WO_3 的（002）表面O1c 位置的吸附的电子布局分布 | 第67-68页 |
| 6.3.5 计算与试验结果对比 | 第68-70页 |
| 第七章 总结与展望 | 第70-72页 |
| 7.1 总结 | 第70页 |
| 7.2 工作展望 | 第70-72页 |
| 发表论文和参加科研情况说明 | 第72-73页 |
| 参考文献 | 第73-77页 |
| 致谢 | 第77页 |
