不同Sb含量p-SnO2薄膜的制备和特性

采用化学气相沉积方法, 利用Sb₂O₃/SnO作为源材料, 在蓝宝石衬底上制备出不同Sb掺杂量的SnO₂薄膜, 并在此基础上制作出p-SnO₂:Sb/n-SnO₂同质p-n 结器件. 研究表明, 随着Sb含量的增加, 样品表面变得平滑, 晶粒尺寸逐渐增大, 且晶体质量有所改善, 发现少量Sb的掺入可以起到表面活化剂的作用. Hall测量结果证实适量Sb的掺杂可以使SnO₂呈现p型导电特性, 当Sb₂O₃/SnO的质量比为1:5时, 其电学参数为最佳值. 此外, p-SnO₂:Sb/n-SnO₂同质p-n结器件展现出良好的整流特性, 其正向开启电压为3.4 V.     

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.     

Sb、Sm共掺杂SnO2的电子结构与光学性质第一性原理研究

采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,构建了Sm、Sb及Sm和Sb共掺杂SnO₂超晶胞模型,研究了经过几何优化后的各掺杂体系的焓变值、能带结构、态密度、电荷布居、介电常数、吸收系数、反射率等光电性质.结果表明：Sm和Sb的掺杂可以有效地提升SnO₂的导电性能,且Sb和Sm共掺杂体系的电学性能最佳. Sm和Sb掺杂还可以增加SnO₂在红外波段的电子极化能力和电子跃迁概率,提升了红外反射率,且共掺杂体系的电子束缚能力最强、反射率最高.这为SnO₂基光电材料的研制提供了一定的理论依据.     

立方K2CsSb、K3Sb和Cs3Sb阴极材料的电子结构和光学性质

针对K2CsSb光电阴极生长过程中可能存在的K3Sb、K2CsSb和Cs3Sb三种化合物,采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,分别建立这三种锑化物阴极材料的立方结构体模型和(111)表面模型,获得了其电子结构与光学性质.对于体模型,计算得到了能带结构、态密度和光学性质,而对于表面模型,计算得到了功函数、光学性质和表面能.结果表明,三种锑化物阴极在中微子与闪烁体作用辐射能量范围(2.4~3.2eV)内,K2CsSb体材料的吸收系数和反射率与Cs3Sb、K3Sb体材料相近,而K2CsSb(111)表面的吸收系数和反射率低于其他两种阴极的(111)表面.此外,K3Sb的禁带宽度最小、功函数最大且表面能最大,Cs3Sb的表面能最小,其功函数与K2CsSb相近但禁带宽度比K2CsSb小,而K2CsSb禁带宽度最大,功函数和表面能都较小,因此K2CsSb阴极在蓝紫光波段适合作为一种稳定高效的光电发射材料.     

用SnO2:Sb作敏感材料的丙酮气敏光纤传感器

研制了一种掺Sb的SnO₂气敏-光学材料,并用它作为丙酮蒸汽浓度的光纤传感器敏感头,在30000ppm～100000ppm的宽广浓度范围得到很好的线性工作曲线。这是在丙酮蒸汽爆炸下限浓度左右的一个重要浓度范围。     

Ca2SnO4∶Tb3+绿色荧光粉的制备及光致发光研究

采用高温固相法合成了Ca2 SnO4∶Tb3+绿色荧光粉.利用X射线衍射分析了Ca2 SnO4∶Tb3+物相的形成.测量了Ca2 SnO4∶Tb3+的激发和发射光谱,激发光谱由一个宽激发峰组成,研究了Tb3+浓度对样品激发光谱的影响,结果显示,随Tb3+浓度增大,宽带激发峰发生了红移.发射光谱由四个主要发射峰组成,峰值...     

退火处理对SnO2薄膜光致发光性质的影响

实验研究表明,SnO2薄膜经过退火处理后其光致发光谱有明显的变化。在氧和氮两种不同气氛中进行热处理,其变化也有差异。这种变化主要是由于SnO2膜中氧空位和自由载流于浓度变化所致。     

Ce、Ga、La掺杂二维SnO2电子结构及光电性质的第一性原理研究

二维材料具有优异的光学、力学、热学、磁学等性质,成为研究的热点之一. SnO₂薄膜中的电子迁移率非常高,兼具透明和良好的导电性能,是一种性能绝佳的半导体材料.本文用密度泛函理论框架下的第一性原理研究了二维SnO₂及其掺杂体系的电子结构、电子态密度、导电性能及光学性质,计算结果表明：相比较于三维SnO₂,二维SnO₂的费米能级附近产生很多杂质能级,提高了载流子浓度,带隙明显变窄,电子的局域性增强,导带中电子的有效质量增加了,电子跃迁更容易发生,增加了材料的导电性能;二维SnO₂比三维SnO₂材料的电极化能力强,在红外区、可见光区、紫外区域的光子吸收性能更优异,光电导率更高,更有利于光生电子-空穴对的分离和迁移,即可以有效地提高其光电转换效率,其中掺杂La元素能更好地提高在红外区、可见光区及紫外区吸收光子的能力,更有利于光电转换的效率,提高导电性.     

汽相沉积法SnO_2薄膜光谱透过率气敏特性的研究

本文研究了用汽相沉积法制备ＳｎＯ２气敏薄膜和ＳｎＯ２膜的光谱透过率气敏特性。用汽相沉积制备ＳｎＯ２的方法是利用一个密封的石英管系统，把ＳｎＣｌ４溶液置于系统内，氧气通人系统，然后系统升温使ＳｎＣｌ４气化，通过控制氧气流量、沉积温度和沉积时间等，使气化后的Ｓｎ原子与氧原子在一定条件下生成ＳｎＯ２，沉积在玻璃衬底上。本文用ＡＳ－４３０Ｓ俄歇式电子能谱仪测试膜片的主要成分，并用光栅单色仪测试了膜片在乙醇还原性气体中的气敏特性。实验结果表明：与热喷法制备的ＳｎＯ２膜比较，沉积法具有工艺重复性好，可以控制沉积膜的厚度，灵敏度高等优点。因此，可制备出有选择性的“气敏－光透过率”型气敏传感器。     

超声场对钛基PbO2电极电化学氧化Cr3+过程电流效率的影响

本文研究了超声场对Ti／SnO2 Sb2O3／PbO2电极电化学氧化Cr3 过程的影响,探讨了在不同的操作电流密度、反应温度、硫酸浓度及Cr3 浓度下,超声场对硫酸介质中Cr3 电化学氧化生成Cr2O72-过程中的电流效率的影响,并用扫描电镜对有无超声场时不同反应时间下的电极形貌进行了分析。实验结果表明:在相同的反应条件下,有超声场作用时Cr3 电化学氧化过程的电流效率明显高于无超声场时的电流效率。扫描电镜测定发现,有超声场作用时不同反应时间下电极的形貌有明显的变化。     

Y,Zr,Nb掺杂SnO_2电子结构的第一性原理研究

本文基于第一性原理方法研究了Y,Zr,Nb在Sn位掺杂SnO_2的键长变化、稳定性、能带结构以及态密度.结果表明:Y,Zr,Nb在Sn位掺杂SnO_2使附近的键长发生改变,改变量最大是Y掺杂SnO_2体系;掺杂体系的杂质替换能都为负值,表明体系为稳定结构;掺杂使SnO_2能级增多,能较好的调节带隙值;而Y掺杂SnO_2体系价带顶端有一条能级越过了费米线表明该体系呈现出半导体的特征;同时,Y,Zr,Nb掺杂SnO_2使导带底端的能级出现分离;在低能区的态密度仍主要由Sn、O的s轨道贡献;在高能区态密度的掺杂体系出现sp杂化的现象; Zr掺杂SnO_2的态密度能量向低能区移动.     

Influence of valence electron concentration on elastic, electronic and optical properties of the alkaline-earth tin oxides A3SnO (A=Ca, Sr and Ba): A comparative study with ASnO3 compounds

By employing first principles method of the plane wave pseudo potential calculations (PP-PW), based on the density functional theory (DFT), within the local density approximation (LDA), the correlation between valence electron concentration and structural, elastic, electronic as well as optical properties of A₃SnO and ASnO₃ compounds where A=Ca, Sr and Ba are investigated. The elastic constants and their pressure dependence are calculated using the static finite strain technique. We derived the bulk, shear and Young's moduli for ideal monocrystalline and for polycrystalline A₃SnO and ASnO₃ aggregates. Band structures reveal that alkaline-earth tin oxides A₃SnO are direct energy band gap (G-G) materials.The hardness of these compounds was explained using chemical bonding properties and Milliken charges transfer. The optical constants, including the dielectric function, optical reflectivity, refractive index and electron energy loss, are calculated for radiation up to 20 eV. We have found that the static dielectric constants of all these compounds are in good agreement with Penn model.     

锐钛矿型氧化物XO2（X=Ti,Sn,Zr,Ir）表面氧化性对NH3气体光学气敏传感特性的影响

摘要 金属氧化物气敏传感材料一直是当今的热门研究课题,锐钛矿相金属氧化物XO2（X=Ti,Sn,Zr,Ir）是具有传感特性的常见材料。光学气敏效应是指气体分子吸附在气敏传感材料上,与表面氧空位发生氧化还原反应,由于光学性质发生改变而检测出气体的成分和浓度,因此,氧化还原反应的强弱是反应传感性能的核心原因。本文采用密度泛函理论(DFT)体系下广义梯度近似(GGA)第一性原理平面波超软赝势方法,分析和计算了含氧空位的锐钛矿相XO2（X=Ti,Sn,Zr,Ir）表面特性。通过以NH3为目标分子,研究分子表面吸附引起的氧化还原反应的机理,分析不相同的氧化物表面的几何结构、吸附能、态密度、差分电荷密度、电荷布居、电荷转移、光学性质等。研究发现：目标分子稳定吸附在氧化物表面后改变材料光学性质。SnO2表面对分子的吸附能最大,IrO2表面与分子的吸附距离最小。NH3分子与表面间存在电荷转移,其转移电子数目大小为:IrO2＞TiO2＞ZrO2＞SnO2,氧化物表面氧化性的大小为:IrO2氧空位＞TiO2氧空位＞ZrO2氧空位＞SnO2氧空位;比较吸收谱和反射谱发生变化最为明显的是TiO2表面。结论,在可见光范围内,波长在400~530nm时,SnO2表面光学气敏传感效应更好。而在530~760nm范围TiO2表面光学气敏传感效应更好。     

SO2薄膜气敏传感器光学特性的分析

采用光度法以及椭圆偏振法测量技术对掺有贵金属或过渡金属元素的SnO2薄膜以及在不同Po2/PAr比条件下制备的VOx系列的薄膜进行了系统的光学气敏特性测试。比较了各种薄膜对SO2气体的光学气敏特性,发现在一定条件下制备的SnO2/Pd、VOx薄膜对SO2气体在可见光区有很好的灵敏性,SnO2/Zr薄膜对SO2气体在近红外区有很好的的灵敏性。定性地用光学能隙的变化和自由载流子浓度的变化说明了薄膜在吸附气体后的光学性质的变化。     

薄膜后栅型SnO_2场发射显示器的制备及性能研究

利用光刻、阳极氧化和剥离技术在玻璃基底制备薄膜后栅型场发射阵列,采用丝网印刷技术将一维SnO2纳米发射材料转移至后栅结构的阴极电极上,借助光学显微镜和扫描电镜观测薄膜后栅型场发射阴极阵列,利用ANSYS软件模拟了不同条件下阴极电极附近电子运动轨迹.结果表明,一维SnO2纳米线在阴极电极衬底上分布均匀,电子束斑随着阳压的...     

高压下稳态六方Ge2Sb2Te5结构、电子和光学性质的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论的广义梯度近似方法研究了稳态六方petrov原子序列结构Ge2Sb2Te5的结构、电子和光学性质。计算所得的平衡态晶格参数与实验数据和先前的理论结果吻合很好。基态的能带结构和态密度表明了稳态六方petrov原子序列结构的Ge2Sb2Te5持有金属性。从压强影响下体积的变化趋势发现稳态六方Ge2Sb2Te5在17 GPa和34 GPa 出现不稳定,暗示在此压强下的相变发生,这与2009年Krbal等人的实验结果相吻合。同时,还系统地研究了稳态六方petrov原子序列结构的Ge2Sb2Te5高压下的光学性质,得到了高压下介电函数、吸收率、光反射率、折射率、消光系数和电子能量损失谱在20 eV内的变化情况。     

Characteristics of Hydrogen Sensors Based on Thin Tin Dioxide Films Modified with Platinum,Palladium, Silver,and Yttrium

Russian Physics Journal - The dependence of the characteristics of hydrogen sensors based on thin Pt/Pd/SnO2:Sb, Ag, Y and Ag/SnO2:Sb, Ag, Y films obtained by the method of magnetron sputtering at...     

Temperature dependence of thek=0 optical phonons of Bi and Sb

The temperature dependence of the energy and the linewidth of thek=0 optical phonons in Bi and Sb has been measured by Raman Scattering. The decrease in energy with increasing temperature is determined by the thermal expansion of the crystal whereas the increase in linewidth with increasing temperature can be accounted for by a two phonon decay process.     

First-Principles Calculation of Electronic Structure and Optical Properties of Sb-Doped ZnO

The geometric structure, electronic structure, optical properties and the formation energy of Sb-doped ZnO with the wurtzite structure are investigated using the first-principles ultra-soft pseudo-potential approach of plane wave based upon the density functional theory. The calculated results indicate that the volume of ZnO doped with Sb becomes larger, and the doping system yields the lowest formation energy of Sb on the interstitial site and the oxygen site. Furthermore, Sb dopant first occupies the octahedral oxygen sites of the wurtzite structure. It is found that Sb substituting on oxygen site behaves as a deep acceptor and shows the p-type degenerate semiconductor character. After doping, the electron density difference demonstrates the considerable electron charge density redistribution, which induces the effect of Sb-doped ZnO to increase the charge overlap between atoms. The density of states move towards lower energy and the optical band gap is broadened. Our culated results are in agreement with other experimental results and could make more precise monitoring and controlling possible during the growth of ZnO p-type materials.     

p型导电掺In的SnO2薄膜的制备及表征

采用溶胶-凝胶提拉法成功地制备了p型导电掺In的SnO2薄膜.x射线衍射测试结果表明，掺In的SnO2薄膜保持SnO2的金红石结构.吸收谱测试结果表明，掺In的SnO2禁带宽度为3.8eV.霍尔测量结果表明，空穴浓度与热处理温度有很大的关系，525℃为最佳热处 理的温度.铟锡原子比在0.05—0.20范围内，空穴的浓度与In的含量有直接的关系，并随In含量的增加而增加. 关键词： SnO2 溶胶-凝胶法 p型导电