1. 研究目的与意义（文献综述）
当前，许多环境问题，工业生产安全问题，如：酸雨、臭氧空洞、温室效应、瓦斯泄漏事故等都与气体污染物和易燃气体的泄漏有关。相较用气相色谱仪、质谱仪等传统检测仪器来检测这些气体，研究发展低成本、易携带、高效快速检测气体的气敏材料成为近年来国内外研究重点和热点。
气敏材料是利用其本身吸附待测气体后，电阻值发生增大或减小的原理来制成气敏传感器，目前研究的气敏材料主要是一些金属半导体氧化物，如sno2、zno、tio2、wo3等。尽管气敏传感器的出现开拓了气体检测的新途径，但由于在工作温度、寿命等方面的限制，仍存在一些问题需要改善，如，zno对乙醇、丙酮、硫化氢等多种气体响应，存在响应气体不单一，工作温度高等问题。
作为重要的功能材料v2o5，由于其多样化的特性，近几年被广泛研究于各个领域。v2o5是一个禁带宽度约2.3 ev的层状结构的n型半导体，层内由强的o-v-o-v键结合，v原子与五个o原子形成5个v-o键，顶部的v-o键是1个双键，长度比其它4个短，且v存在v2 、v3 、v4 和v5 等价态，使得v2o5广泛应用于催化、电致变色、电化学等领域。金伟等用v2o5纳米线纱对乙醇、甲醇、氨气等气体进行气敏性测试，结果v2o5纳米线纱对乙醇气体展现了很好的气敏性和选择性（在330 ℃时最大范围可从9.09 ppm到1000 ppm，这大概是其他材料的3.5倍），表明v2o5在气体探测仪器方向具有巨大的发展潜力。但是纯过渡金属氧化物气敏性能受气本身机制的极大限制，因此需要采取手段对其进行改性处理。
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2. 研究的基本内容与方案
2.1 基本内容
材料制备：采用水热法进行zn掺杂一维v2o5纳米材料的制备，通过控制水热温度和水热时间等参量得到结晶度良好的v2o5一维纳米材料。
场效应器件的制作：将zn掺杂的v2o5一维材料分散到硅片上，采用紫外光刻技术制作一维v2o5场效应气敏传感器，通过控制胶厚、热处理温度、曝光时间、显影时间等参量得到性能良好的场效应气敏器件。
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3. 研究计划与安排
第1~2周：查阅相关文献资料，翻译英文文献；
第3~4周：整理资料，在任务书的基础上，设计研究方案，确定切实可行的实验技术路线，了解相关的结构和性能的测试方法；撰写开题报告；
第5~9周：完成zn掺杂v2o5一维纳米材料的制备；
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4. 参考文献（12篇以上）
[1] Shah A. V2O5纳米材料及其异质金属/金属氧化物纳米复合材料的制备及气敏性能研究[D]. 武汉理工大学, 2015.
[2] 贺辛亥, 张雄斌, 王蒙, 等. 模板改性对SnO2遗态陶瓷孔结构及气敏性的影响[J]. 功能材料, 2014, 45(9):141-145.
[3] 张西平, 贺辛亥, 张雄斌, 等. 氧化锌气敏材料研究进展[J]. 应用化工, 2016, 10: 1986-1990.
[4] Zhang Y, Lai J, Gong Y, et al. A safe high-performance all-solid-state lithium-vanadium battery with a freestanding V2O5 nanowire composite paper cathode[J]. ACS Applied Materials amp; Interfaces, 2016, 8: 34309-34316.
[5] 桂阳海, 徐甲强, 李超, 等. Zn2 掺杂WO3基气敏材料的制备及气敏性能研究[J]. 传感技术学报, 2008, 21(10): 1682-1685.
[6] 由雪玲. 常见气体用金属氧化物气敏材料的研究进展[J]. 机械工程材料, 2015, 39(3): 7-11.
[7] 李莉, 王宝辉, 童茂松, 等. 一维V2O5纳米材料的性质及其应用进展[J]. 材料工程, 2007, 12: 73-78.
[8] Jin W, Yan S, An L, et al. Enhancement of ethanol gas sensing response based on ordered V2O5 nanowire microyarns[J]. Sensors and Actuators B Chemical, 2015, 206: 284-290.
[9] 彭红瑞, 丁洁, 王宁, 等. 钼掺杂五氧化二钒纳米带的制备及表征[J]. 青岛科技大学学报(自然科学版), 2009, 30(6): 1672- 6987.
[10] Wang R, Yang S, Deng R, et al. Enhanced gas sensing properties of V2O5 nanowires decorated with SnO2 nanoparticles to ethanol at room temperature[J]. RSC Advances, 2015, 5(51): 41050-41058.
[11] Modafferi V, Panzera G, Donato A, et al. Highly sensitive ammonia resistive sensor based on electrospun V2O5 fibers[J]. Sensors and Actuators B Chemical, 2012, 163(1): 61-68.
[12] 李越. 一维VOx纳米材料阵列的制备及其气敏性能研究[D]. 武汉理工大学, 2012.
[13] 曹磊, 范新会, 于灵敏, 等. Zn掺杂对SnO2纳米线的气敏性能的影响[J]. 西安工业大学学报. 2011, 31(3): 1673-9965.
[14] 桂阳海, 徐甲强, 李超, 等. Zn2 掺杂WO3基气敏材料的制备及气敏性能研究[J]. 传感技术学报. 2008, 21(10): 1004-1699.
[15] Koltypin M, Pol V, Gedanken A, et al. The study of carbon-coated V2O5 nanoparticles as a potential cathodic material for Li rechargeable batteries[J]. Journal of the Electrochemical Society. 2007, 154(7): 605-613.
[16] Singh N, Yan C, Lee P. Room temperature CO gas sensing using Zn-doped In2O3 single nanowire field effect transistors[J]. Sensors and Actuators B: Chemical, 2010, 150(1): 19-24.
[17] Vomiero A, Bianchi S, Comini E, et al. In2O3 nanowires for gas sensors: morphology and sensing characterisation[J]. Thin Solid Films, 2007, 515(23): 8356-8359.
[18] Zou X, Wang J, Liu X, et al. Rational design of sub-parts per million specific gas sensors array based on metal nanoparticles decorated nanowire enhancement-mode transistors[J]. Nano Letters, 2013, 13(7): 3287-3292.
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