SnO_2薄膜的MOCVD技术及其光电性质

引言SnO_2是一种宽半导体带隙材料(Eg～3.5eV),对Ⅲ,Ⅴ族元素掺杂有效。在可见光波段的透明度高(折射系数 n～1.9),在室温下对酸和碱的抗腐蚀能力强,可用于制做光电极、电阻器、透明加热元件、透明抗反射镀层以及多种器件的环境保护。采用 MOCVD 技术生长 SnO_2薄膜,是七十年代初开始的。最早是 Aoki 和 Sasahur-a 及 Muto 和 Furuuchi,用二甲基氯化锡为物质源(MO)进行化学气相沉积(CVD)制备 SnO_2 薄膜。后来人们采用了四甲基锡 Sn(CH_3)_4为制备薄膜的物质     

Ⅲ.小面积绒面SnO_2透明导电膜研制成功

二氧化锡(SnO_2)薄膜是具有宽光学带隙的 N 型半导体薄膜,在可见光范围内具有很高的透过率,是非晶硅太阳电池理想的透明导电抗反射膜。我校物理系半导体研究室采用常压 CVD 技术,研制成功的这种小面积掺氟绒面 SnO_2透明导电膜,主要技术参数为:电阻率7×10~(-4)Ω·cm,总透过率硅≥90%。南开大学用这种 SnO_2膜研制出了面积为12.6nm~2、转换效率为7.2%的非晶硅太阳能电池。此结果与使用日本的某些     

导电玻璃的一些实驗結果

一、前言在场致发光研究中,需用到一透明电极,为了提高效率,减少吸收的損耗,要求透明电极电阻小,透明程度高(对可见光吸收少)。我們在场致发光的研究中,曾对透明电极进行了一些試驗。透明电极一般是用玻璃来作,故叫作导电玻璃。导电玻璃的制备方法有二种:一是在玻璃表面附上一层透明的薄膜,一般是金属膜和半导体膜。二是作成半导体玻璃,如P_2O_5—V_2O_5玻璃就具有导电性。不过第二种方法得出的玻璃是呈黑色的,有时也呈黑灰色。作金属膜要設备較多,透明度也不符合场致发光的要求。噴涂半导体薄膜則較經济且能符合要求。半导体薄膜我們是用SnO_2,它是由SnCl_4加热氧化而成的。SnCl_4本身并不导电,SnO_2才具有半导体性貭。SnO_2的形成为:     

Zn_2SnO_4/RGO锂离子电池负极材料的制备及其电化学性能的研究

高能量密度、快速充放电能力以及长循环使用寿命的新型电极材料的开发是锂离子电池应用领域面临的一个重大的课题。本文以SnCl_4·5H_2O、ZnCl_2与氧化石墨烯(RGO)为原料,以N_2H_4·H_2O为矿化剂与还原剂,聚乙烯醇(PEG)作为分散剂,通过一步水热法合成了Zn_2SnO_4/RGO复合材料。利用X射线衍射仪(XRD)、透射电镜(TEM)对Zn_2SnO_4/RGO复合材料的结构与形貌进行了表征,结果表明:Zn_2SnO_4纳米颗粒均匀的负载在还原氧化石墨烯(RGO)片层上,形成良好的导电网络;Zn_2SnO_4/RGO在100mA/g电流密度下循环80周后的可逆比容量仍有810(mA·h)/g,而Zn2SO4空白样品在相同的电流密度下可逆比电容量小得多;石墨烯的引入阻止了Zn_2SnO_4纳米颗粒的团聚,同时也提高了Zn_2SnO_4/RGO复合材料的导电性,使其在锂离子电池的应用方面具有广阔前景。     

SnO2：F透明导电薄膜及其物理特性

本文中报道优质SnO_2:F透明导电薄膜的制备方法,通过对薄膜透射率和电导(方块电阻)的测量分析,研究薄膜特性与工艺条件的关系,探讨最佳工艺条件和薄膜形成规律。提出一种SnO_2:F 晶体缺陷结构模型,可以较好解释电导随 F掺杂浓度的变化结果。     

In、Ga掺杂SnO_2的第一性原理研究

基于密度泛函理论的第一性原理平面波超软赝势方法,建立了本征SnO_2、SnO_2∶In、SnO_2∶Ga和SnO_2∶(In,Ga)超晶胞模型并进行了几何结构优化,对其能带结构、态密度、电荷密度及光学性质进行了模拟计算.结果显示,与SnO_2∶In和SnO_2∶Ga相比,SnO_2∶(In,Ga)的晶格常数更接近于本征SnO_2,可有效降低SnO_2材料掺杂体系的晶格畸变.SnO_2中In、Ga的掺入能够增大材料的带隙值,且能带结构向高能方向移动,材料呈现典型的p型半导体特性.SnO_2∶(In,Ga)中,In与Ga掺杂原子和O原子的电子云呈现出共价键特性.光学性能表明,SnO_2∶(In,Ga)晶体中,光子能量在0~2.45 e V和大于6.27 e V的范围内表现出良好的介电性能,在微型微电子传感器机械系统器件和高密度信息存储等方面具有良好的应用前景.SnO_2∶(In,Ga)在可见光范围内具有10~5cm~(-1)数量级的吸收系数,能够强烈地吸收光能,在光电器件的吸收材料中具有潜在的应用前景.     

Cu_2(OH)_2CO_3-Zn_(0.5)Cd_(0.5)S光催化剂的制备及光解水制氢性能研究

为提高Zn_(0.5)Cd_(0.5)S的光解水制氢活性,采用沉淀法,原位合成了Cu_2(OH)_2CO_3-Zn_(0.5)Cd_(0.5)S光催化剂.采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、固体紫外漫反射和气相色谱等测试方法表征了样品的结构、形貌、光吸收性能以及光催化制氢性能.研究了Cu_2(OH)_2CO_3的含量对光催化性能的影响,并探讨了其作为助催化剂的内在机制.结果表明,Cu_2(OH)_2CO_3中的Cu2+可以被Zn_(0.5)Cd_(0.5)S迁移出来的电子还原成Cu+/Cu0,从而加速Zn_(0.5)Cd_(0.5)S的产氢速率.当Cu_2(OH)_2CO_3与Zn_(0.5)Cd_(0.5)S的摩尔比为0.25%时,光催化产氢量最高.     

电子束蒸发制备SnO_2膜

本文探讨了在常温下用电子束蒸发制备SnO_2透明导电膜的方法,指出了影响膜层主要性能的两个关键因素,并对SnO_2膜的导电机理进行了初步分析.     

负压雾化制备透明电导膜

一、引言SnO_2和ITO(Indium—Tin—Oxide)透明导电膜由于具有制造工艺简单、成本低、导电性能好、对可见和近红外光高度透明、对红外光强反射、以及抗蚀性、与其他物体间的良好的粘附性、能与其他半导体形成异质结等一系列的优点,已被用来制造光电器件的透明电极和热镜等.近年来,由于太阳能电池的研究工作广泛开展,透明导电膜的研究更受重视.     

一维链状镉配合物的合成、结构及荧光性能

以2-(1H-咪唑-1-甲基)-1H-苯并咪唑(HL)为配体,通过Cd I2与HL在混合溶剂水-甲醇-N,N-二甲基甲酰胺(DMF)中的自组装制备了一个新的配合物[Cd_2(L)(μ_2-I)I_2(DMF)_3]_n,通过单晶X射线衍射测试、红外光谱和元素分析对该配合物进行了表征.结果表明,它是一个由双核单元[Cd_2(L)_2I_2(DMF)_4]和[Cd_2(μ_2-I)_2I_2(DMF)_2]交替排列形成的一维链状配合物.此外,采用荧光光度法测定了配体及配合物的固态荧光光谱,进一步验证了碘离子的存在能淬灭配合物的荧光.     

Cd_2Nb_2O_7基光催化材料的水热合成及性能研究

采用水热法,以氯化铌、四水合硝酸镉为原料,成功制备了Cd_2Nb_2O_7基光催化材料.通过改变Cd/Nb的物质量比为1∶2、1∶1、1.5∶1,分别制备了Cd_2Nb_2O_7/NaNbO_3、Cd_2Nb_2O_7、Cd_2Nb_2O_7/Cd(OH)_2光催化材料.采用X射线衍射、扫描电子显微镜、固体漫反射光谱等测试方法表征了材料的物相结构、形貌和光学性能.系统研究了Cd/Nb的物质量比对样品相组成、光学性能和光催化性能的影响.以罗丹明B为目标降解物,进一步研究了样品的光催化性能.实验结果表明,由于样品具有不同的形貌和光吸收性能,导致不同的光催化活性,光催化活性从大到小的顺序为Cd_2Nb_2O_7/Cd(OH)_2,Cd_2Nb_2O_7,Cd_2Nb_2O_7/NaNbO_3.     

三维网络状SnO_2/C纳米链的制备与表征

提供了一种工艺简单,原料易得,过程消耗低的制备三维网络状SnO_2/C纳米链的新方法。首先利用丁烷燃烧得到三维网络状结构的碳纳米材料,然后通过常压化学气相沉积法在碳表面沉积SnO_2得到了三维网络状的SnO_2/C复合纳米材料。进一步利用扫描电镜(SEM),能谱仪(EDS),傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)以及X射线衍射仪(XRD)对制备的SnO_2/C复合纳米材料的形貌、成分及晶体结构进行表征。结果显示,制备的三维网络状SnO_2/C复合纳米材料为表面包裹金红石型SnO_2纳米颗粒的碳链(SnO_2/C纳米链)相互交错而成。与此同时,对三维网络状SnO_2/C纳米链可能的生长机理进行了初步的探讨。     

丙烯氨氧化合成丙烯腈Sb-Fe-Sn催化剂的结构及各组分的催化作用

合成丙烯腈用的Pb—Fe—Sn催化剂,其较好的化学组成(原子比)是Sb_(10)Fe_4Sn_3Te_(0.4)W_(0.2)Si_(12)—O_(62.4)。主要讨论这一催化剂的结构,以及各个组分的催化作用。Fe_2O_3与Sb_2O_3结合成FeSbO_4;SnO_2与Sb_2O_4形成SnO_2—Sb_2O_4固溶体;TeO_2中的Te~(4 )以晶格取代FeSbO_4中的Fe~(3 )或Sb~(5 )的形式均布在FeSbO_4晶体中;WO_3中的W~(6 )则以间隙离子形式存在于FeSbO_4晶粒间;SiO_2是连接各组成部分的骨架。催化剂的主要活性组分是FeSbO_4;SnO_2—Sb_2O_4固溶体是第二活性组分,也是分散与隔离FeSbO_4晶粒的结构型助剂;TeO_2是加速催化剂内部电子转移以提高催化活性和选择性的高效电子型助剂;WO_3对提高催化剂选择性有利,它是催化剂中防止FeSbO_4“低氧劣化”的不可缺少的组分;SiO_2是增加催化剂强度及给催化剂提供合适孔结构的载体。     

SnO2对氧还原催化剂(Ag,Pd,Pt)催化活性的增效研究

为进一步提高催化剂(Ag,Pd和Pt)对氧还原反应(ORR)的催化活性,通过原位还原法将催化剂选择性沉积在碳纳米管(CNTs)负载的SnO_2表面,制得相应复合催化剂,同时制备了将SnO_2溶解处理的催化剂以作比较.电化学测试结果显示,SnO_2可显著改善贵金属催化剂ORR催化活性,表明利用SnO_2提高表面负载金属催化剂ORR活性有普适意义.     

对痕量甲醛气体敏感的SnO_2-NiO纳米材料的X射线光电子谱研究

本文研究了对痕量甲醛气体敏感的SnO_2-NiO纳米材料的X射线光电子谱(XPS).通过对XPS O1s和Sn3d5/2分峰的分析证实了SnO_2-NiO纳米材料是氧化态.在SnO_2-NiO纳米材料的表面观察到了SnO_2、SnO、NiO和Ni_2O_3,而以SnO_2为主要成分,NiO含量很低.由于掺杂了低浓度NiO使SnO_2-NiO纳米材料表面吸附氧的数量极大地增加,从而增加了材料表面反应活性点,进而使SnO_2-NiO纳米材料对痕量甲醛(HCHO)气体的气敏性能大大提高.     

Sr_2SnO_4:Eu~(3+)红色荧光粉的制备及其性能研究

为研发白光LED(light-emitting diodes,发光二极管)用红色荧光粉,采用高温固相法制备了可被近紫外光有效激发的Sr_2SnO_4∶Eu~(3+)荧光粉,对样品分别进行了X-射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和荧光光谱(PL)的测定。结果表明:当烧结温度为1 300℃时,可以得到Sr_2Sn O_4的纯相,所制备的Sr_(1.90)SnO_4∶Eu_(0.10)~(3+)荧光粉颗粒的粒径大小约为1~2μm,颗粒形状较规则;Sr_2SnO_4:Eu~(3+)荧光粉能够被392 nm的紫外光有效激发,在611 nm处发出较强的红色荧光,对应于Eu~(3+)的5D0→7F2电偶极跃迁。392 nm处的吸收峰与目前应用的紫外光LED芯片相匹配,表明Sr_2Sn O_4∶Eu~(3+)红色荧光材料在白光LED领域具有潜在的应用前景。     

Cd3As2弹性模量和热力学性质模拟研究

利用第一性原理结合赝势平面波方法研究了立方(空间群:P4232, No.208)和四方(空间群:P42/nmcs, No.137)Cd_3As_2的晶体结构、状态方程、弹性常数.将晶胞能量-体积关系按Birch–Murnaghan状态方程拟合得到体弹模量及其对压强的一阶导数.另外,根据Voigt–Reuss–Hill关系预测了Cd_3As_2晶体的力学性质.最后,通过准谐德拜模型得到Cd_3As_2晶体在不同温度下的热膨胀系数、绝热体弹模量、晶胞体积和等体热容.     

锡锑中间层在钛基二氧化铅电极中作用机理探讨

本文研究了锡锑中间层的结构及降低钛基二氧化铅电极界面电阻的机理。掺Sb的SnO_2中间层显著改善了钛基二氧化铅电极的稳定性,提高了使用寿命。x射线衍射分析结果表明,中间层的主要成份是SnO_2与SbOx的固溶体,同时在Ti/SnO_2界面上还有量Ti_4Sb、Ti_3Sb Ti_3Sn和(SbTi_(1.2))O。因而提出了电极结构模型的假设,并且解释了中间层对降低界面电阻,改进β—PbO_2/SnO_2与Ti/SnO_2之间结合强度的有益作用。     

SnO_2(F)、Fe_2O_3和ZnSe(Fe)薄膜厚度的测量

用RBS技术、椭偏法和微量天平称重法测量了掺氟SnO_2(FTO)透明导电膜、掺铁ZnSe磁性半导体膜和Fe_2O_3气敏元件膜的薄膜厚度.实验结果表明,RBS技术的测量数值与椭偏法以及微量天平称重法测得的结果符合得较好。     

Cd1—xMnxTe的巨大法拉第旋转效应

测量了半磁半导体Cd_(1x)Mn_xTe单晶的巨大法拉第旋转效应,并研究了Cd_(1-x)Mn_xTe法拉第旋转随组分x及温度的变化规律。局域的Mn~(2+)离子与导带类s电子及价带类P电子之间的自旋—自旋相互作用引起了Cd_(1-x)Mn_xTe中反常大的塞曼分裂,从而导致巨大法拉第效应的产生。激子跃迁在半磁半导体法拉第效应中起主导作用。