气体传感器理论：团簇的气敏性能研究

目    录
第1章  绪论 1
1．1  大气污染 1
1．1．1  引言 1
1．1．2  造成大气污染的源头 1
1．1．3  空气污染的危害及指标 2
1．2  室内空气污染 5
1．2．1  室内空气污染的来源 5
1．2．2  室内空气污染的危害 7
1．3  气体传感器 7
1．3．1  气体传感器及其主要特征 8
1．3．2  气体传感器的主要原理及分类 9
1．4  气体传感器的发展方向 22
1．4．1  新气敏材料的研究开发 22
1．4．2  新型气体传感器的研制 23
1．4．3  气体传感器智能化及多功能化 23
参考文献 23
第2章  团簇及其理论计算方法 28
2．1  纳米材料 28
2．2  团簇 31
2．2．1  团簇的概念 31
2．2．2  团簇的基本性质 33
2．2．3  团簇的分类 38
2．3  团簇的全局优化算法 43
2．3．1  团簇优化中的势函数 45
2．3．2  全局优化算法 49
2．4  第一性原理计算方法 55
2．4．1  第一性原理计算方法简介 55
2．4．2  Dmol3软件简介 59
参考文献 62
第3章  基于金属及其氧化物团簇的气体传感器研究 70
3．1  引言 70
3．2  纳米结构的电导式气体传感器 71
3．3  基于团簇的气体传感器器件的合成 75
3．3．1  团簇的产生 76
3．3．2  淀积的准备 78
3．3．3  器件的构建 80
3．4  基于团簇的电导式气体传感器的研究进展 80
3．4．1  二氧化锡（SnO2）团簇 83
3．4．2  钯（Pd）团簇 84
3．4．3  氧化铜（CuO）团簇 85
3．4．4  氧化锌（ZnO）团簇 86
3．4．5  金（Au）和铂（Pt）团簇 88
3．5  总结与展望 92
参考文献 92
第4章  基于Ag7Au6团簇的气体传感器研究 101
4．1  引言 101
4．2  Ag7Au6团簇的合成与表征 102
4．3  计算方法 103
4．4  结果和讨论 104
4．4．1  纯的Ag7Au6团簇 104
4．4．2  分子的吸附 106
4．4．3  Ag7Au6团簇的气敏性能 109
4．5  小结 110
参考文献 110
第5章  基于Gd@Aun（n =14、15）团簇的气体传感器研究 115
5．1  引言 115
5．2  计算方法及细节 116
5．3  结果和讨论 117
5．3．1  Gd@Aun（n =1～16）团簇的结构 117
5．3．2  Gd@Aun（n=14、15）团簇与气体分子的相互作用 122
5．3．3  Gd@Aun（n =14、15）团簇作为气敏材料的可能性 126
5．4  小结 129
参考文献 130
第6章  基于C54Si6异质富勒烯的气体传感器研究 133
6．1  研究背景 133
6．2  计算方法 135
6．3  C54Si6异质富勒烯 136
6．3．1  C54Si6异质富勒烯的结构特性和电学特性 136
6．3．2  C54Si6异质富勒烯的热力学性质 138
6．4  C54Si6异质富勒烯的气体传感器应用 140
6．4．1  C54Si6异质富勒烯的分子吸附 140
6．4．2  C54Si6异质富勒烯的气敏性能 145
6．5  小结 148
参考文献 149
第7章  M12N12（M=Al、Ga）团簇及其组装材料的气敏性能研究 153
7．1  研究背景 153
7．2  计算方法及细节 155
7．3  M12N12（M=Al、Ga）团簇 155
7．4  M12N12（M=Al、Ga）团簇的气敏性能介绍 156
7．4．1  NO、NO2和HCN分子在M12N12（M=Al、Ga）团簇上的吸附 157
7．4．2  M12N12（M=Al、Ga）团簇的气敏性能 160
7．5  基于M12N12（M=Al、Ga）团簇组装纳米线的气体传感器研究 161
7．5．1  M12N12（M=Al、Ga）团簇组装纳米线的结构特性和电学特性 161
7．5．2  MN纳米线与分子间的相互作用 164
7．5．3  MN纳米线的气敏性能 169
7．6  小结 171
参考文献 172