氣體傳感器理論：團簇的氣敏性能研究

目    錄
第1章  緒論 1
1．1  大氣污染 1
1．1．1  引言 1
1．1．2  造成大氣污染的源頭 1
1．1．3  空氣污染的危害及指標 2
1．2  室內(nèi)空氣污染 5
1．2．1  室內(nèi)空氣污染的來源 5
1．2．2  室內(nèi)空氣污染的危害 7
1．3  氣體傳感器 7
1．3．1  氣體傳感器及其主要特征 8
1．3．2  氣體傳感器的主要原理及分類 9
1．4  氣體傳感器的發(fā)展方向 22
1．4．1  新氣敏材料的研究開發(fā) 22
1．4．2  新型氣體傳感器的研制 23
1．4．3  氣體傳感器智能化及多功能化 23
參考文獻 23
第2章  團簇及其理論計算方法 28
2．1  納米材料 28
2．2  團簇 31
2．2．1  團簇的概念 31
2．2．2  團簇的基本性質(zhì) 33
2．2．3  團簇的分類 38
2．3  團簇的全局優(yōu)化算法 43
2．3．1  團簇優(yōu)化中的勢函數(shù) 45
2．3．2  全局優(yōu)化算法 49
2．4  第一性原理計算方法 55
2．4．1  第一性原理計算方法簡介 55
2．4．2  Dmol3軟件簡介 59
參考文獻 62
第3章  基于金屬及其氧化物團簇的氣體傳感器研究 70
3．1  引言 70
3．2  納米結(jié)構(gòu)的電導(dǎo)式氣體傳感器 71
3．3  基于團簇的氣體傳感器器件的合成 75
3．3．1  團簇的產(chǎn)生 76
3．3．2  淀積的準備 78
3．3．3  器件的構(gòu)建 80
3．4  基于團簇的電導(dǎo)式氣體傳感器的研究進展 80
3．4．1  二氧化錫（SnO2）團簇 83
3．4．2  鈀（Pd）團簇 84
3．4．3  氧化銅（CuO）團簇 85
3．4．4  氧化鋅（ZnO）團簇 86
3．4．5  金（Au）和鉑（Pt）團簇 88
3．5  總結(jié)與展望 92
參考文獻 92
第4章  基于Ag7Au6團簇的氣體傳感器研究 101
4．1  引言 101
4．2  Ag7Au6團簇的合成與表征 102
4．3  計算方法 103
4．4  結(jié)果和討論 104
4．4．1  純的Ag7Au6團簇 104
4．4．2  分子的吸附 106
4．4．3  Ag7Au6團簇的氣敏性能 109
4．5  小結(jié) 110
參考文獻 110
第5章  基于Gd@Aun（n =14、15）團簇的氣體傳感器研究 115
5．1  引言 115
5．2  計算方法及細節(jié) 116
5．3  結(jié)果和討論 117
5．3．1  Gd@Aun（n =1～16）團簇的結(jié)構(gòu) 117
5．3．2  Gd@Aun（n=14、15）團簇與氣體分子的相互作用 122
5．3．3  Gd@Aun（n =14、15）團簇作為氣敏材料的可能性 126
5．4  小結(jié) 129
參考文獻 130
第6章  基于C54Si6異質(zhì)富勒烯的氣體傳感器研究 133
6．1  研究背景 133
6．2  計算方法 135
6．3  C54Si6異質(zhì)富勒烯 136
6．3．1  C54Si6異質(zhì)富勒烯的結(jié)構(gòu)特性和電學(xué)特性 136
6．3．2  C54Si6異質(zhì)富勒烯的熱力學(xué)性質(zhì) 138
6．4  C54Si6異質(zhì)富勒烯的氣體傳感器應(yīng)用 140
6．4．1  C54Si6異質(zhì)富勒烯的分子吸附 140
6．4．2  C54Si6異質(zhì)富勒烯的氣敏性能 145
6．5  小結(jié) 148
參考文獻 149
第7章  M12N12（M=Al、Ga）團簇及其組裝材料的氣敏性能研究 153
7．1  研究背景 153
7．2  計算方法及細節(jié) 155
7．3  M12N12（M=Al、Ga）團簇 155
7．4  M12N12（M=Al、Ga）團簇的氣敏性能介紹 156
7．4．1  NO、NO2和HCN分子在M12N12（M=Al、Ga）團簇上的吸附 157
7．4．2  M12N12（M=Al、Ga）團簇的氣敏性能 160
7．5  基于M12N12（M=Al、Ga）團簇組裝納米線的氣體傳感器研究 161
7．5．1  M12N12（M=Al、Ga）團簇組裝納米線的結(jié)構(gòu)特性和電學(xué)特性 161
7．5．2  MN納米線與分子間的相互作用 164
7．5．3  MN納米線的氣敏性能 169
7．6  小結(jié) 171
參考文獻 172