基于氧化钛薄膜对多组份气体选择性灵敏探测和反应机理研究

项目名称： 基于氧化钛薄膜对多组份气体选择性灵敏探测和反应机理研究

项目编号： No.61274128

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 无线电电子学、电信技术

项目作者： 冯庆

作者单位： 重庆师范大学

项目金额： 81万元

中文摘要： 本项目针对基于TiO2薄膜传感器材料对混合气体中含有同类型的多种检测气体的传感特性进行研究。重点运用分子力学和分子动力学方法研究同类型检测气体分子在材料表面吸附与脱附过程和分子动力学行为，在此基础上运用基于密度泛函的第一性原理，在原子层次理论研究和计算薄膜材料与气体分子相互作用的功函数和电子性质。实现通过控制材料微观结构来针对性制备与设计气敏薄膜材料，以增加薄膜有效反应面积，控制传感材料工作温度，提高传感材料灵敏度和分辨率，缩短响应时间和恢复时间为目的。本项目拟解决突破传感材料在同类型多种检测气体中对单一气体精确选择测量、对特定环境针对性的传感材料设计和大幅度提高传感参数等三个主要制约传感器发展的关键问题。实现能根据实际工作环境要求，制备在同类型多组份的混合气体环境中灵敏检测单一气体含量的TiO2传感薄膜，使基于TiO2气体传感器材料在汽车尾气检测，环境检测，节能减排方面有更广泛的用途。

中文关键词： 二氧化钛；传感选择性；气敏传感器；密度泛函理论；

英文摘要： This project will aim at the sensing properties study based on the TiO2 thin film sensor materials in the mixed gases containing the same type of various testing gas. The project focuses on using molecular mechanics and molecular dynamics method to study the same type testing gas mixture molecules adsorption and desorption process on the material surface and gas molecular dynamics behavior. On this basis, based on density functional first principle, research and calculate the power function and electronic properties to the interaction of film materials and gas molecular. Realize the targeted material preparation and design to gas sensitive film materials through controlling the material microscopic structure,in order to increase the effective response area of the film, improve sensitivity and resolution, shorten response time and recovery time and lower operating temperatures for the purpose. The project intends to solve three main restricting development key problems of sensor. The first is to break through the question of sensing materials in same type of various testing gas to single gas precise selection measurement. The second is to achieve a targeted design of sensing material under certain specific environment. The last is greatly improved sensor parameters. Achieve to fabricate specific TiO2 sensing film

英文关键词： titanium dioxide；sensing selectivity；gas sensor；DFT；