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作者：徐民;刘力铭;兰阳;韩皓璇;郑元昊;杨佳伟;王炜鹏;刘鹏;陈迪;
单位：清华大学未来实验室;清华大学材料学院先进材料教育部重点实验室;
摘要：稀土元素由于特殊的电子结构而表现出特异的物理和化学性质，在传感器等领域有着广泛的应用。本文研究了氧化镍掺杂对稀土氧化铈基材料的物相、化学态和形貌等理化性质的影响。对比了基于掺杂前后氧化铈基敏感材料的传感器对不同有机物和氢气的响应情况。研究发现，NiO的掺杂诱使CeO_2材料产生氧空位，且提高了Ce~(3+)的浓度。掺杂1.0%NiO的CeO_2对有机物的敏感性显著提高，其中对丙酮的响应明显高于其他有机物。相较于未掺杂的CeO_2基传感器，其对丙酮的响应强度提升了约4倍，且对痕量的氢气也表现出良好的响应特性。研究结果表明，镍的掺杂能有效提升CeO_2中氧空位的含量，因而有效改善材料对部分气体的响应特性。
关键词：二氧化铈;;镍掺杂;;氧空位;;气体传感器;;氢气检测
基金资助：国家重点研发计划“稀土新材料”重点专项青年科学家项目(2021YFB3502000);; 国家自然科学基金项目(52102137);; 清华大学自主科研计划前沿交叉专项(20221080080)
