Fe掺杂SnO2纳米晶薄膜的微观结构和性能

采用反应磁控溅射法制备了Fe掺杂的SnO_2薄膜.沉积衬底为(100)的单晶硅,基片温度270℃,Ar为溅射气体.使用XRD,AFM和VSM研究氧分压对薄膜晶体结构和室温磁性能的影响.实验表明,氧分压为0.12Pa时,溅射得到的化学成分为Sn_(0.975)Fe_(0.025)O_(2-δ)的薄膜样品具有明显的室温铁磁性,平均饱和原子磁矩达到1.8μ_B/Fe.通过HRTEM和EDS分析了此样品的显微结构和成分分布,实验结果表明,薄膜由粒径3～7nm的纳米晶构成,为四方金红石SnO_2相;Fe元素分布较为均匀,排除了磁性能是由第二相产生的可能;同时由于薄膜电阻率接近于绝缘体,室温磁性能不是由载流子诱导机制形成的,而与晶格内部大量缺陷的存在密切相关.

掺杂SnO_2透明导电薄膜电学及光学性能研究

通过实验测量 ｓｏｌ－ｇｅｌ工艺制备的 Ｓｂ掺杂 ＳｎＯ２薄膜载流子浓度、迁移率、电阻率、膜厚，紫外－可见光区透射率、反射率等性质，详细研究了Ｓｂ掺杂ＳｎＯ２薄膜电学与光学性能．实验发现，薄膜具有良好的透光性和较高导电性，膜内载流子浓度高达１０２０ｃｍ－３，电阻率～１０－２Ω·ｃｍ，透光率高达 ９０％，ＳｎＯ２膜禁带宽度 Ｅｇ＝３７～３．８０ｅＶ．

Fe掺杂对纳米复合Ag-SnO_2电接触合金电弧演化行为的影响

应用高速数字摄像机和扫描电镜对纳米复合Ag-SnO2,Fe掺杂的纳米复合Ag-SnO2及商用Ag-SnO2-In2O3电接触合金的电弧演化过程和阴极斑点进行了比较研究。结果显示:空气中电弧的演化过程可以分为起弧、稳定燃烧和衰减3个阶段。Fe掺杂后,纳米复合电接触合金电弧演化过程的形弧时间是商用合金的2倍;对触点表面烧蚀起主要作用的稳定燃烧时间短;电弧弧根对应的阴极斑点数量多、跳动迅速、运动区域大;电弧弧根在阴极表面停留的时间短,热流输入少,使其燃弧后阴极斑点分散,烧蚀轻微,具有较好的耐电弧侵蚀性能。

Fe_2O_3掺杂TiO_2薄膜对甲基紫溶液光催化降解

甲基紫是一种相当稳定的有机物 ,能被 Ti O2 光催化降解 .本文采用 sol-gel工艺在玻璃表面制得了均匀透明的 Ti O2 薄膜 ,研究了热处理温度、涂覆层数、掺杂 Fe2 O3 等制备工艺 ,以及溶液 p H值和助催化剂H2 O2 等因素对 Ti O2 薄膜的光催化性能和稳定性的影响 .结果表明 ,掺 Fe2 O3 的 Ti O2 薄膜对甲基紫的降解率明显优于未掺 Fe2 O3 的 Ti O2 薄膜 .

F掺杂SnO_2透明导电薄膜微结构及性能研究

通过实验测量常压热分解CVD工艺制备的F掺杂SnO2薄膜的方块电阻、膜厚、形貌、微结构、中远红外反射率等性质,详细研究了基板温度对SnO2薄膜微结构的影响和微结构与薄膜电学、光学性能之间的关系。研究发现,将基板温度从375℃提高到525℃以上,薄膜结晶程度大大提高,薄膜厚度从25nm提高到近300nm,方块电阻下降了两个数量级,中远红外的反射率达到了85%以上。

Fe掺杂纳米复合Ag-SnO_2电接触材料耐电压性能

利用化学共沉淀和常压烧结等方法制备出纳米复合Ag-SnO2和Fe掺杂Ag-SnO2触头合金,对合金触头进行了耐电压实验和SEM形貌观察。实验结果发现制备的触头合金呈现纳米第二相弥散均匀分布在Ag基体中。纳米复合电接触材料耐电压强度分布比商业用AgSnO2In2O3集中,但平均耐电压强度比商用低9.8%～29.7%。放电后,纳米复合电接触材料表面蚀坑凸凹起伏程度小,烧蚀轻微。

CVD法制备Sb掺杂SnO_2薄膜的结构与性能研究

采用化学气相沉积法(CVD)制备了Sb掺杂SnO2薄膜(ATO),研究了Sb掺杂量对ATO薄膜结构和性能的影响.利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)等分析手段对所制得薄膜的结构、形貌、成分等进行了表征,XRD结果表明在基板温度为665℃时能够制得结晶性能较好的多晶薄膜,XPS分析确定掺杂后的Sb以Sb5+离子形式存在.讨论了Sb掺杂量对方块电阻、透射率和反射率等薄膜性质的影响,结果表明,当Sb掺杂量为2%时取得最小方块电阻为7.8Ω/□,在可见光区薄膜的透射率和反射率随着Sb掺杂量的增加呈下降趋势.最后探讨了Sb掺杂SnO2薄膜的显色特性,认为Sb5+离子的本征吸收是薄膜显色的主要原因.

Sb掺杂对SnO2薄膜光电性能的影响研究

以乙醇为溶剂采用溶胶-凝胶法制备出了Sb掺杂的SnO_2复合透明导电薄膜,并利用XRD,SEM,紫外-可见分光光度计,四探针电阻仪等测试方法对Sb掺杂的SnO_2复合薄膜的结构和物性进行了研究。结果表明,当Sb掺杂量小于摩尔分数7%时,SnO_2复合薄膜均呈四方金红石型晶体结构;随着Sb掺杂量的增加,薄膜电阻率先降低后增大,当Sb掺杂量为摩尔分数5%时,薄膜电阻率达到最小值1.4×10^(–3)?·cm。在350~700 nm波长范围内,当Sb掺杂量小于摩尔分数7%时,SnO_2复合薄膜的透过率均在80%以上。

掺杂对FeS_2薄膜光电性能的影响

采用磁控溅射淀积合金膜和纯铁膜,通过离子注入掺杂,研究了不同条件下FeS2薄膜的晶体结构,光吸收系数、电阻率、载流子浓度等光电性能,并用正电子湮灭谱研究了膜内的空位缺陷。结果表明,掺杂提高了薄膜的导电性能。离子注入使薄膜光吸收系数增加,禁带宽度上升,霍尔迁移率提高;合金溅射导致光吸收系数降低,禁带宽度下降,载流子浓度升高。注入Zn2+退火前空位浓度较大,退火后空位浓度低于纯FeS2膜。

稀土Nd掺杂纳米SnO_2薄膜特性

对采用真空气相沉积法在玻璃衬底上制备的稀土Nd掺杂的SnO2薄膜,进行结构、电学及光学特性的测试分析。实验表明:氧化、热处理条件为500℃、45 min时样品性能好。采用一步成膜工艺法制备的SnO2薄膜晶粒度较小,随掺Nd浓度的增大,从31.516 nm减小到25.927 nm;两步成膜工艺法制备的SnO2薄膜晶粒度随掺Nd浓度的增大,从45.692 nm增至66.256 nm。XRD分析,掺Nd(5 at%)薄膜沿[110][、101]晶向的衍射峰加强,薄膜呈多晶结构。掺Nd可使薄膜透光率下降,而薄膜的薄层电阻随热处理温度升高和掺Nd浓度的增大,呈先降后升趋势。

Fe_2O_3/SnO_2和SnO_2/Fe_2O_3双层薄膜的XPS分析

用X光光电子能谱(XPS),结合Ar^+刻蚀对Fe_2O_3/SnO_2及Fe_20_3/SnO_2双层薄膜进行分析.结果表明:Fe_2O_3/SnO_2膜表面,晶格氧的结合能为529.85eV,热处理前有大量吸附氧存在,在600℃退火后,大部分羟基、羰基形态的吸附氧解吸;SnO_2/Fe_2O_3膜表面,热处理前后都只有少量的吸附氧,经热处理后表面吸附氧却略有增加.双层薄膜中锡向氧化铁层的扩散较铁向氧化锡层的扩散强.扩散的结果,形成了一个数十纳米的过渡层,对元件的气敏性质产生一定的影响.

F掺杂对SnO_2薄膜组成、结构与光学性能的影响

以氯化亚锡、无水乙醇为主要原料,氢氟酸、氟硅酸和氟化铵为掺杂剂,采用溶胶-凝胶法制备了不同F掺杂浓度的SnO2透明薄膜,考察了氢氟酸、氟硅酸和氟化铵三种不同掺杂源的分别加入对薄膜物相组成、光学透过率以及微观结构的影响。分析结果表明,F掺杂SnO2薄膜具有的是单一四方金红石相结构,且F的掺杂能抑制薄膜中SnO2晶粒的长大,三种掺杂源中,以0～14mol%氟硅酸掺杂的SnO2薄膜表观质量最佳,且可见光范围内的透过率在75～85%之间。

溅射Au对SnO_2/Fe_2O_3薄膜气敏特性的影响

通过直流溅射Au对PCVD方法制备的SnO2/Fe2O3双层薄膜的SnO2表面进行了修饰,并对修饰后的Au SnO2/Fe2O3薄膜的气敏特性进行了观测。结果表明,Au的催化作用使Au SnO2/Fe2O3薄膜气敏器件对CO,H2,C2H5OH等气体的灵敏度增大2～3倍,相应于最大灵敏度的工作温度均降低约60℃。这显示直流溅射Au是改善SnO2/Fe2O3双层薄膜气敏性能的一种有效手段。

稀土Dy掺杂对ZnO,CdO和SnO_2薄膜性能的影响

用热蒸发法和热处理制备稀土Dy掺杂金属氧化物CdO,ZnO和SnO2薄膜,研究不同Dy掺杂浓度及热处理对3种薄膜性能的影响。XRD和SEM测试结果显示:适当的Dy掺杂和热处理可改善薄膜的结构特性,使薄膜表面的致密性变好。CdO,ZnO和SnO2薄膜的最佳掺Dy原子数分数为5%,5%和3%。掺Dy后Cd O,ZnO和SnO2薄膜的导电类型均为n型,电阻值降低约一个数量级。Dy掺杂使得薄膜的致密性增加而导致光透过率降低。制备的薄膜都是直接带隙半导体,相应的光学带隙:Cd O约2.232 eV,CdO∶Dy(Dy原子数分数5%)的略增为2.241 e V,ZnO薄膜约为3.31 eV;ZnO∶Dy(Dy原子数分数5%)约3.25 eV,SnO2薄膜约3.07 eV,SnO2∶Dy(Dy原子数分数3%)约3.03 eV。

黄铁矿(FeS_2)薄膜制备和掺杂改性的研究进展

立方晶系的黄铁矿型FeS_2薄膜具有高的吸收系数,并且其组成元素储量丰富,无毒,环境相容性好,有望成为新一代薄膜太阳电池吸收层材料。介绍了FeS_2的光学特性并详细阐述了FeS_2薄膜的制备方法和各工艺方法的特点,叙述了FeS_2掺杂改性方面的一些重要研究进展。

Ag掺杂的SnO_2酒敏薄膜敏感特性研究

采用非醇盐溶胶—凝胶工艺在A l2O3基片上旋转涂敷制得掺Ag的SnO2薄膜。原子力显微镜和扫描电子显微镜分析显示:薄膜晶粒呈球形,600℃热处理粒径为20 nm左右。热处理温度升高,晶粒尺寸增大。气敏性能采用静态法测试,掺Ag薄膜对体积分数为50×10-6乙醇和汽油气体的灵敏度分别为32.7和4.9,与未掺Ag薄膜的14.4和7.2相比较,提高了乙醇气体灵敏度,抑制了汽油气体灵敏度,使选择性得到改善。直流加热条件下,试样电阻和电容在老化初期变化较大,数天后趋于稳定,复阻抗分析表明:长期稳定性与晶粒间界处电阻和电容值的变化有关,来源于晶界势垒高度和势垒宽度的变化,其本质可能是直流偏压作用下晶界层中的离子迁移。

不同衬底制备稀土Nd^(+3)掺杂SnO_2薄膜的XRD、SEM分析

采用真空气相沉积法在玻璃和单晶硅衬底[111]上制备纳米SnO2及稀土金属钕掺杂薄膜,并对薄膜进行热处理。对薄膜进行XRD、SEM测试。实验显示,不同衬底制备SnO2薄膜在未掺钕时结构有明显区别,采用同样工艺条件在玻璃衬底上制备的SnO2薄膜没有显示择优生长;在硅衬底上制备未掺钕SnO2薄膜显示出沿[101]晶向择优生长趋势。掺钕(5 at%)玻璃衬底制备的薄膜沿[110]衍射峰较强,但薄膜基本呈现自由生长;掺钕后硅衬底制备的薄膜则强烈沿[110]晶向择优生长,随掺钕含量增加择优生长趋势消失,当掺钕含量为(5 at%)时薄膜呈自由生长结构较完善。SEM给出在玻璃基片生长的薄膜表面形貌呈均匀小颗粒状,平均晶粒尺寸在30 nm左右。硅基片制备的薄膜表面则呈紧密均匀带孔颗粒状;颗粒尺寸约1000 nm与计算值相差较大。两种衬底制备的SnO2薄膜经稀土钕掺杂可抑制晶粒生长。本实验中钕掺杂量为5 at%(热处理T=500℃,t=45 m in)时薄膜结构特性最佳。

SnO_2/Fe_2O_3双层薄膜的界面结构及其对气敏特性的影响

本文给出用等离子化学气相沉积 (PCVD)技术制备的SnO2 /Fe2 O3 双层薄膜结构的俄歇谱 (AES)剖面分析、透射电镜 (TEM)断面形貌和扫描电镜 (SEM)表面形貌的实验研究结果。AES剖面分析和TEM断面形貌图显示在SnO2 与Fe2 O3 界面区有一个约 35nm厚的过渡层存在 ,其质地松散。实验还发现这个界面过渡层的存在缓解了层间应力 ,增强了SnO2 薄膜的附着力 ,对该双层膜的气敏特性有明显的控制作用 ;但当SnO2 层厚大于 2 70nm时 。

锑掺杂纳米SnO_2透明导电薄膜的制备与性能研究

采用溶胶-凝胶法在Si片、已镀SiO2的钠钙硅玻璃和普通钠钙硅玻璃上镀Sb掺杂摩尔分数为8%的SnO2薄膜(ATO),在450℃热处理温度下对薄膜结构,电学、光学性能进行表征。结果表明:薄膜以四方金红石结构存在,结晶完全;方阻值随镀膜层数的增加而明显降低,12层时薄膜最低方阻值为129Ω/□,可见光平均透过率在75%以上。随着波长的增大,红外波段的反射率逐渐增大,从15%增加到55%左右。

SnO_2透明导电薄膜掺杂改性的研究进展

Sn O2薄膜是一种宽禁带半导体材料(3.6 e V),且在平板显示器、太阳能电池和光电子器件等领域有着广阔的应用前景,引起了国内外极大的关注。目前,所制备的本征Sn O2薄膜的载流子浓度为8.52×1020 cm-3;经过n型化后Sn O2薄膜的载流子浓度可达1021 cm-3。所制备的本征Sn O2薄膜的带隙为3.6 e V,经过p型化后Sn O2薄膜的带隙可达3.8 e V。鉴于Sn O2导电薄膜光电性质的重要性,就Sn O2薄膜的制备方法、n型化和p型化掺杂改性进行了综述。