Effect of Sm2O3 dopant on microstructure and electrical properties of ZnO-based varistor ceramics

TOCThe facile synthesis of Sm 2 O 3 -doped ZnO nanocomposite provides a potentially new approach for the development of ZnO-based sensor. 0 5 10 15 20 25 ZS -4 ZS -8 ZS -6 ZS -2 Toluene Ethanol Methanol Formaldehyde ZS -0 Respon se (Ra/Rg ) Abstract ZnO doped with 2, 4, 6 and 8 wt % samaria (Sm 2 O 3 ) were prepared by a novel sol spray combustion method. The samples were characterized by XRD, FESEM, EDX, UV-vis DRS and Raman techniques. The XRD results show that all samples containing various amount of Sm 2 O 3 have hexagonal wurtzite structure. UV-vis spectra show that the addition of Sm 2 O 3 did not affect the band gap of ZnO. Raman spectra exhibits that the Sm 2 O 3 -doped ZnO nanocomposite keeps the crystal structure of the bulk ZnO and possesses more surface defects. The influence of Sm 2 O 3 dopant on the response and selectivity for ethanol detecting of the sensor based on ZnO nanoparticles was investigated. The sensors' responses were measured in presence of 100 ppm of ethanol, formaldehyde, methanol and toluene. As 4 wt % Sm 2 O 3 was added to ZnO, the response to ethanol at various temperatures was significantly enhanced. The results reveal that doping Sm 2 O 3 may be a promising route for the production of ZnO-based gas sensor with good ethanol sensing properties.

show abstract

“…than Zn 2+ ions (0.074 nm). 22 Based on above results, Sm 2 O 3 may be loaded on ZnO as a separate phase.…”

Section: Optical Propertiesmentioning

confidence: 77%

Enhanced ethanol sensing properties based on Sm₂O₃-doped ZnO nanocomposites

et al. 2014

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…These studied have confirmed the fact that Sm2O3-ZnO composites possess more surface defects as compared to virgin ZnO with hexagonal wurtzite phase. In addition to gas sensing applications, these Sm2O3 doped ZnO nano/micro materials are also efficiently used as varistor ceramics [284], linear resistance ceramics [285], cathode materials for protonconducting solid oxide fuel cells [286]etc.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Semiconductor nanomaterials for environmental applications

Mohamed¹

View full text Add to dashboard Cite

Μετά την δήλωση του Richard Feynman το 1959 "Υπάρχει άφθονος χώρος στο κατώτατο σημείο", πυροδοτήθηκε μια εκτεταμένη έρευνα για την άμεσο χειρισμό των ατόμων και μετά από αρκετές δεκαετίες έρευνας γεννήθηκε μια νέα τεχνολογία, η οποία ονομάζεται "Νανοτεχνολογία". Αυτή η νέα τεχνολογία αποτελεί μια πολύ ευρεία περιοχή, συμπεριλαμβανομένων των τομέων της επιστήμης, όπως η επιστήμη επιφανειών, η οργανική χημεία, η μοριακή βιολογία, η φυσική των ημιαγωγών, η μοριακή μηχανική κ.ο.κ. Η νανοτεχνολογία είναι η μηχανική των λειτουργικών συστημάτων στη μοριακή κλίμακα και διαθέτει την ικανότητα να κατασκευάζει υλικά από προσεγγίσεις από κάτω προς τα πάνω και από πάνω προς τα κάτω. Είναι μία από τις σημαντικότερες και δυναμικότερες τεχνολογίες λόγω των πολυάριθμων εφαρμογών της, όχι μόνο στους τομείς της ηλεκτρονικής, της οπτικής, της κατάλυσης, της περιβαλλοντικής μηχανικής και της αεροδιαστημικής αλλά και της βιομηχανίας καλλυντικών, της ιατρικής, της φαρμακοβιομηχανίας και της μηχανικής κλπ. Γενικά, η νανοτεχνολογία είναι η τεχνολογία σχεδιασμού, κατασκευής και εφαρμογών νανοδομών και νανοϋλικών που βασίζεται στη θεμελιώδη κατανόηση των φυσικών ιδιοτήτων και φαινομένων.Ο ημιαγωγός είναι ένα υλικό που έχει μια ηλεκτρική αγωγιμότητα μεταξύ ενός αγωγού και ενός μονωτή. Όταν το μέγεθος των ημιαγώγιμων υλικών μειωθεί στην περιοχή της νανοκλίμακας, οι φυσικές και χημικές ιδιότητές τους αλλάζουν δραστικά λόγω της μεγάλης επιφάνειας τους ή του κβαντικού μεγέθους. Έτσι, τα νανοϋλικά ημιαγωγών κατέχουν ιδιαίτερη θέση στη νανοτεχνολογία, δεδομένου ότι αυτά τα νανοϋλικά δεν χρησιμοποιούνται μόνο για την κατασκευή οπτοηλεκτρονικών συσκευών και συστημάτων υψηλής απόδοσης, αλλά και για βιολογικές και περιβαλλοντικές εφαρμογές. Λόγω διαφόρων υψηλών τεχνολογικών εφαρμογών, έχουν γίνει εκτενείς ερευνητικές εργασίες για τη σύνθεση, τα χαρακτηριστικά και τις εφαρμογές των ημιαγώγιμων νανοϋλικών. Ωστόσο, είναι ακόμα επιθυμητό να παρασκευαστούν ημιαγώγιμα νανοϋλικά με πρόδρομες ενώσεις φιλικές προς το περιβάλλον και με διαδικασίες που να δίνουν διάφορα μεγέθη και μορφολογίες με σκοπό την αποτελεσματική χρήση τους σε συγκεκριμένες εφαρμογές.Η διδακτορική αυτή εργασία επικεντρώνεται στη σύνθεση, τον χαρακτηρισμό και τις περιβαλλοντικές εφαρμογές μιας ποικιλίας ημιαγώγιμων νανοϋλικών. Τα ημιαγώγιμα νανοϋλικά που μελετήθηκαν σε αυτή τη διατριβή είναι το οξείδιο του ψευδαργύρου (ZnO), το ZnO εμπλουτισμένο με οξείδιο του Σαμαρίου (Sm2O3), το ZnO εμπλουτισμένο με άργυρο (Ag), νανοσωλήνες άνθρακα με ZnO, οξείδιο του χαλκού (CuO), οξείδιο του Υττερβίου (Yb2O3), οξείδιο του νικελίου (NiO) και υποανθρακικό βισμούθιο (Bi2O2CO3).

show abstract