退火温度对SnF_2掺杂SnO_2薄膜性能的影响

利用电子束蒸镀技术在石英玻璃上沉积SnF_2掺杂SnO_2(FTO)薄膜。研究了不同退火温度对FTO薄膜结构和光电性能的影响。研究结果表明:升高退火温度可促进FTO薄膜中晶粒逐渐变大,结晶度变好,同时薄膜在可见光范围内的透射率随着退火温度升高逐渐增加,吸收边发生蓝移,禁带宽度显著变宽,这是由于载流子浓度增加导致的Moss-Burstein效应。升高温度时,薄膜电学性能随着退火温度升高有了很大改善,700℃退火处理后得到电阻率低至2.74×10^(-3)Ω·cm、载流子浓度为2.09×10^(20) cm^(-3)、迁移率为9.93cm^2·V^(-1)·s^(-1)的FTO薄膜。

过渡金属掺杂SnO_2的电子结构与磁性

采用密度泛函理论及赝势平面波方法,对未掺杂SnO2以及过渡金属V、Cr、Mn掺杂SnO2的超原胞体系进行了几何优化,计算了晶格常数、电子结构与磁学性质.结果表明,6.25%与12.5%两种掺杂浓度时,体系的电子自旋和磁学性质没有发生很大的变化;相对于未掺杂SnO2,过渡金属掺杂后SnO2中O原子有向过渡金属移动的趋势,并使得O与掺杂金属之间键长变短;在V和Cr掺杂后,SnO2具有半金属性质,而Mn掺杂SnO2没有发现上述性质.6.25%与12.5%的杂质浓度对自旋和磁矩影响不大,掺杂产生的磁矩主要来自于过渡金属3d电子态,且磁矩的大小与过渡金属的电子排布有关.V、Cr、Mn掺杂SnO2后的总磁矩分别为0.94μB、2.02μB、3.00μB.磁矩主要来源于过渡金属3d轨道的自旋极化,当O原子出现负磁矩的时候,还有很小一部分磁矩来源于临近过渡金属的Sn原子.

Sb掺杂对透明SnO_2薄膜导电性能影响的第一性原理计算(英文)

本文根据密度泛函理论(DFT),采用第一性原理平面波赝势方法,计算了Sb掺杂对透明导电薄膜SnO2电子结构及导电性能的影响,讨论了掺杂下SnO2晶体的结构变化、能带结构、电子态密度.计算结果表明,Sb掺杂的SnO2具有高的电导率,且随着掺杂浓度的增加,能带简并化加剧,浅施主杂质能级向远离导带底方向移动.

SnO_2掺杂TiO_2静电自组装薄膜的制备及性能

采用静电自组装工艺在石英衬底上制备了SnO2掺杂的TiO2薄膜,利用原子力显微镜(AFM),X射线光电子能谱(XPS),紫外可见分光光度计(UV-Vis)表征了薄膜的微结构及性能。薄膜的吸收光谱及光催化实验结果表明,SnO2掺杂可以明显改善薄膜的光吸收,提高TiO2薄膜的光催化性能。

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。

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。

Al2O3掺杂SO4^2-/SnO2固体酸催化剂上的酯化和酯交换反应

用共沉淀法制备了一系列不同Al2O3掺杂量(0.5%-3.0%,摩尔分数)的SO24-/SnO2催化剂.采用N2吸附、热重(TG)分析、X射线粉末衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、漫反射红外光谱(DRIFTS)、拉曼(Raman)光谱、魔角旋转固体核磁共振(27AlMASNMR)对催化剂的结构和织构性质进行了表征,用正丁胺电位滴定法测定了催化剂的酸量,并评价了这些催化剂对月桂酸与甲醇的酯化和三乙酸甘油酯与甲醇的酯交换反应性能.实验结果表明SO24-/SnO2催化剂中掺杂少量Al2O3能明显提高催化活性,这是由催化剂的酸性位增加而引起的,添加Al2O3的摩尔分数为1.0%的催化剂表现出最高的反应活性,在酯化反应中6h后月桂酸转化率高达92.7%,在酯交换反应中8h后三乙酸甘油酯转化率高达91.1%.

Al掺杂SnO_2材料的NTC热敏特性的研究

利用共沉淀方法制备了Al掺杂SnO2材料。并通过XRD与R-t特性测试仪,研究其相结构与R-t特性。结果表明:600℃煅烧获得了高纯、四方相的Al掺杂SnO2,其晶粒度为9.8nm;且具有良好的NTC效应,材料常数为4484K。利用半导体热力学理论讨论了Al掺杂SnO2材料的NTC特性机理。

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.

Pd掺杂SnO_2纳米膜的制备及H_2敏感性能研究

以分析纯SnCl2.2H2O和PdCl2为主要原料,控制不同n(Pd2+)/n(Sn2+),利用溶胶凝胶-浸渍提拉法制备了Pd掺杂SnO2纳米膜。用XRD、AFM对样品的结构、形貌进行了分析,并测试了Pd掺杂SnO2纳米膜的阻温特性和对H2敏感性能。结果表明,Pd掺杂SnO2纳米膜平整而致密,表面椭球形粒子颗粒尺寸约为20nm;Pd掺杂SnO2为金红石型晶体结构,但Pd2+进入SnO2晶格代替八面体中部分Sn4+,导致其晶胞参数比未掺杂SnO2略小;Pd掺杂SnO2纳米膜的电阻随温度升高而减小,表现出n型半导体阻温特性;随着Pd掺杂比例的增大,元件的电阻增大,其对H2的灵敏度先增大后减小,当掺杂比例为1%时对H2灵敏度最高。

Pt掺杂SnO_2花状纳米结构的合成及其气敏性能的研究

用原位掺杂法制备了Pt/SnO2花状纳米结构。通过控制反应源物中n(Pt4+)/n(Sn4+)比率,可以获得不同Pt掺杂量的复合纳米结构。采用SEM、XRD、TEM和Raman光谱对样品的形貌、结构等进行了分析,并测试了材料的NH3气体敏感性能。结果表明,Pt掺杂的SnO2纳米花大小约为2μm,由平均直径为180nm,长度约为500nm的纳米棒组成;掺杂后SnO2的拉曼振动峰有了较大的偏移,并出现了新峰148cm-1,这可能与Pt掺杂造成的晶格畸变有关;由Pt/SnO2纳米材料制得的气敏元件在300℃时对2.00×10-4的NH3的灵敏度可达80。

掺杂(Co,Nb,Pr)的SnO_2介电与压敏性质

研究了(Co,Nb,Pr)掺杂的SnO_2材料介电和压敏性质.当Pr_6O_11的量分数从0％增加到0.1％时,SnO_2压敏电阻的相对介电常数从670降到280,击穿电压从827V/mm猛增到2 150V/mm.微观结构分析发现:当Pr_6O_11的量分数从0％增加到0.1％时,SnO_2的晶粒尺寸由4.50μm迅速减小到1.76μm.晶界势垒高度测量揭示SnO_2的晶粒尺寸迅速减小是介电常数迅速减小及击穿电压急剧增高的原因.对Pr增加引起SnO_2晶粒减小的根源也进行了解释.

Sb掺杂SnO_2纳米粉体的结晶行为和电学性能

采用非均相成核法制备了 Sb掺杂的 Sn O2 (ATO)纳米粉体 .研究了粉体电学性能、粒径、晶胞参数随 Sb掺杂量的变化关系及粉体电学性能、粒径随煅烧温度的变化关系 .应用非晶物质晶化晶核生长速率方程计算了晶粒生长活化能 .结果表明 ,晶粒生长分为 2个阶段 ,其活化能分别为 2 1 .94和 4.5 2 k J/mol.

过渡元素掺杂SnO2激光隐身材料的制备及应用研究

以SnO2为主要组成，通过掺杂CuO、Sb2O3、Ni2O3、ZnO等过渡金属元素，制备了具有优异激光吸收性能的材料，研究了掺杂量、合成温度对材料性能影响，确定了最佳的组成配比和合成温度。

Ni掺杂SnO_2花状微结构的制备及其气敏特性研究

采用水热法合成了纯SnO_2和4 mol%Ni掺杂SnO_2花状微结构。利用X射线衍射仪(XRD)、X射线能谱分析仪(EDS)和扫描电子显微镜(SEM)对其晶相、成分进行了表征,对制备的纯的和Ni掺杂SnO_2传感器性能进行了测试。实验结果表明:Ni掺杂可以显著改善SnO_2微结构的气敏特性。在最佳工作温度(280℃)条件下,4 mol%Ni掺杂SnO_2传感器对100×10-6甲醇的响应可达到13.0,其响应是纯SnO_2气体传感器的2.4倍。同时,其具有快速的响应/恢复时间(6 s/5 s),较低的检测极限(1×10-6),以及对甲醇的良好选择性。最后,对Ni掺杂SnO_2气体传感器的气敏机理进行了分析讨论。

掺杂SnO_2对NiFe_2O_4陶瓷电导率的影响

采用冷压-烧结粉末冶金技术制备了NiFe2O4陶瓷,并对其进行SnO2掺杂。对光谱纯石墨和所制备的试样进行的不同温度下电导率测试研究表明:用直流四端电极法改进的高温电导率测试仪测定结果重现性和准确性良好;NiFe2O4陶瓷材料的导电性能随着温度升高而提高,且呈现半导体材料特性;掺杂少量SnO2有利于降低材料的活化能,提高其电导率,而不影响陶瓷基体材料的半导体特性。

低温烧结纳米掺杂Ag-SnO_2电接触合金放电性能研究

利用化学共沉淀、高能球磨技术及热压烧结等方法制备出Fe掺杂纳米复合Ag-SnO2电接触合金,测定了纳米复合电接触合金密度、硬度、电阻率、耐电压强度、耐烧蚀性等基本物理性能,运用扫描电镜(SEM)对电性能测试前后组织进行观察分析。结果发现,Fe元素的加入,细化了纳米SnO2;Fe掺杂含量越多,纳米氧化物粒度越小,纳米复合电接触合金组织也越细小均匀,纳米复合电接触材料硬度、电阻率、平均耐电压强度和电弧寿命上升,截流值降低;且Fe掺杂对纳米复合电接触合金电弧烧蚀速率有明显影响。

La掺杂的SnO_2-Sb中间层对钛基IrO_2+Ta_2O_5电极性能的影响

目的改善Ti/IrO_2+Ta_2O_5涂层电极的析氧电催化性能。方法用热分解法在钛基材上制备了La掺杂的SnO_2-Sb中间层,并以此作为基体涂覆IrO_2+Ta_2O_5活性层,制备了Ti/SnO_2-Sb-La/IrO_2+Ta_2O_5涂层电极。采用扫描电子显微镜(SEM)、能量散射能谱(EDS)及X-射线衍射光谱(XRD)技术分别分析了中间层和活性层的表面形貌、元素组成及晶相结构。采用线性扫描伏安曲线(LSV)和强化寿命测试方法在硫酸溶液中分别研究了Ti/SnO_2-Sb-La/IrO_2+Ta_2O_5涂层电极的析氧电催化活性和使用稳定性。同时,考察了La的掺杂比例对Ti/SnO_2-Sb-La/IrO_2+Ta_2O_5电极强化寿命的影响。结果相对未掺杂La的中间层,掺杂La后的中间层表面裂纹减少,有更高的析氧过电位和更低的析氧电流密度。La掺杂对活性层的表面形貌和晶相结构基本没有影响,但电极的析氧电流密度有所提高。通过测试不同La掺杂比例涂层电极的强化寿命,发现La最佳掺杂比例为nLa:nSn=0.5:100。和未掺杂La涂层相比,La最佳掺杂比例涂层电极的强化寿命提高了22.8%。结论相对于未掺杂的Ti/SnO_2-Sb/IrO_2+Ta_2O_5电极,La掺杂后的Ti/SnO_2-Sb-La/IrO_2+Ta_2O_5涂层电极析氧电催化活性和强化寿命都得到改善。