Al、In掺杂SnO半导体材料能带结构的理论计算

基于密度泛函理论的第一性原理,采用平面波超软赝势方法建立了本征SnO、掺杂In、Al及In、Al共掺的SnO晶体的超晶胞模型,并计算了各类模型的能带结构和态密度.研究发现,少量Al和In替位原子的掺杂可使SnO半导体的禁带宽度变窄,并可使其价带顶部态密度明显增加.掺杂后SnO材料呈现p型导电特性,导电特性明显改善.比较发现,与Al/SnO,Al、In/SnO相比,单掺杂In/SnO体系的晶格常数畸变更小,更有利于SnO半导体异质结及器件制备与应用.     

Sb掺SnO_2的光电性质研究

基于密度泛函理论,我们研究了掺杂浓度为12.5%时Sb掺杂SnO2的电子结构和光学性质,包括能带结构、态密度、介电函数和光学吸收谱.掺杂后的SnO2材料的导电性得到了明显的增强,具有了半金属的性质;费米能级处能带细化,介电常数和光学吸收谱具有对应关系,光学吸收谱峰值发生了蓝移.     

Sb掺SnO_2的光电性质研究

基于密度泛函理论,我们研究了掺杂浓度为12.5%时Sb掺杂SnO2的电子结构和光学性质,包括能带结构、态密度、介电函数和光学吸收谱.掺杂后的SnO2材料的导电性得到了明显的增强,具有了半金属的性质;费米能级处能带细化,介电常数和光学吸收谱具有对应关系,光学吸收谱峰值发生了蓝移.     

In、Ga掺杂对SnO2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SnO2、SnO2:In、SnO2:Ga和SnO2:(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，相比于SnO2:In和SnO2:Ga，SnO2:(In, Ga)的晶格常数更接近于本征SnO2，可有效降低SnO2材料掺杂体系的晶格畸变. SnO2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. SnO2:(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，SnO2:(In, Ga)晶体中，光子能量在0~2.45eV和大于6.27eV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. SnO2:(In, Ga)在可见光范围内具有105cm-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.     

ATO包覆TiO2导电粉中锑的作用行为以及煅烧温度对导电性的影响

本文以五水四氯化锡(SnCl4·5H2O)、三氯化锑(SbCl3)和超细二氧化钛粉为主要原料,采用共沉淀的方法,通过在TiO2表面包覆ATO制备导电TiO2.系统研究了ATO包覆TiO2导电粉中Sb的行为,以及对导电性的影响.Sb在ATO中,一部分以替代原子进入了SnO2晶格中,一部分富集、偏析于SnO2的表面,并随着掺杂量,煅烧温度的改变,表层的元素发生变化,本文中给出了定量的分析;Sb在ATO表层中的价态是一个非常复杂的问题,Sb5+、Sb3+的比例随着Sb的掺杂量、煅烧温度不同而改变,并影响其电阻率.     

掺杂Sb的SnO2基陶瓷导电薄膜的研制

对SnO2陶瓷导电薄膜的特性、导电机理、制备、应用进行了叙述,并且利用喷涂热解工艺制备了SnO2陶瓷导电薄膜,探讨了掺杂剂Sb的掺杂量、喷涂溶液的浓度对SnO2导电薄膜电阻值的影响     

甲硫氨酸在Fe3+或In3+掺杂的SnO2:Sb5+电极上的电催化氧化

采用金属离子氯化盐溶胶热分解法制备了Fe3 或In3 掺杂的SnO2:Sb5 电极,并通过线性电位扫描法考察了这种电极材料对甲硫氨酸的电催化氧化性能.根据甲硫氨酸在不同掺杂含量的SnO2:Sb5 (5%)-Fe3 和SnO2:Sb5 (5%)-In3 电极上的电催化氧化情况,确定了Fe3 和In3 离子的最佳掺杂含量分别为0.5%和0.3%.根据扫描速度、甲硫氨酸浓度和转速对甲硫氨酸在Fe3 或In3 掺杂的SnO2:Sb5 电极上的电催化氧化的影响结果可以看出,该电极对甲硫氨酸的电催化氧化性能正比于实验所采用的扫描速度、甲硫氨酸的浓度以及旋转圆盘电极的转速.     

SNO2掺Sb薄膜导电机理

透明导电膜是一种重要的光电材料,应用广泛。对SnO2薄膜电学性能的研究表明.适量的Sb掺杂能显著提高薄膜的导电性能,但是过量的掺杂会导致导电性能的下降。     

N/P/As/Sb掺杂(9,0)型碳化硅纳米管的第一性原理

基于第一性原理,研究(9,0)型碳化硅纳米管壁掺杂N/P/As/Sb元素对其电子结构的影响.结果表明,随着掺杂的VA族原子半径的增加,电负性的减弱,其能带结构发生较大改变,特别是As/Sb分别取代Si原子后,其能带展示出P型半导体特性,这点不同于N原子掺杂后的半金属性,P原子掺杂后表现出的N型半导体特性.计算结果说明五族元素掺杂碳化硅纳米管并不都是N型掺杂.     

基于掺杂的透明导电氧化锡基薄膜电学性能研究

透明导电氧化锡基薄膜因其透明性和导电性两大基本特性而备受关注,但其导电性能仍需加强或改进.类金属材料具有强的红外反射性能,为提高透明导电氧化锡基薄膜的红外反射性能,对薄膜的导电性能进行了研究.氧化锡基薄膜因SnO2晶格中存在氧缺位或间隙离子而具有髙阻低导特性,可以通过适当的元素替代在其宽禁带内形成杂质能级而实现良好的导电性.概述了氧化锡薄膜的掺杂机理,综述了不同掺杂方式下SnO2基透明导电膜的导电性情况,并对透明导电氧化锡基薄膜的发展前景进行了展望.     

Sb掺杂SnO2表面富集及电导率研究

采用化学共沉淀法,以SnCl4.5H2O和SbCl3为原料,成功地制备了四方金红石Sb掺杂SnO2微晶粉体.电导率(σ)、结构表征(XRD)、XPS综合测试分析表明:n(Sb)∶n(Sn)、煅烧温度对Sb在SnO2晶粒中的表面富集、Sb价态的存在形式、电导率的变化有较大的影响.     

SnO2中间层对稀土Gd掺杂SnO2／Sb涂层阳极性能的影响

本实验采用共沉淀法,以无机盐SnCl4·5H2O、Sb2O3、Gd（NO3）,为前驱体,制备了含SnO2中间层的稀土Gd掺杂SnO2／Sb多组分涂层阳极。研究了以苯酚为目标有机物的电化学降解特性,以考察SnO2中间层对稀土Gd掺杂SnO2／Sb涂层阳极性能的影响;并对所制备的涂层阳极进行了SEM、XRD、XPS、EDX等表征及循环伏安曲线测试,分析并讨论了SnO2中间层对稀土Gd掺杂SnO2／Sb阳极性能的影响机理。结果表明：SnO2中间层对稀土Gd掺杂SnO2／Sb电极稳定性有较大提高,对该电极的电催化性能略有提高。     

溶胶凝胶法制备Sb掺杂SnO2透明导电膜的结构与性能研究

在乙醇溶剂中,以无机金属盐SnCl2.2H2O和SbCl3为原料,采用溶胶-凝胶法制备了Sb掺杂的SnO2透明导电薄膜(ATO),研究了Sb掺杂量和热处理温度对薄膜结构和性能的影响。结果表明,热处理温度为500℃、Sb掺杂摩尔百分比为15%～20%时,薄膜具有较好的结晶性能、好的导电性能、较高的可见光区透射率和红外光区反射率。     

V掺杂CrSi2能带结构的第1性原理计算

 采用基于第1性原理的密度泛函理论(DFT)赝势平面波方法和广义梯度近似,计算了V掺杂CrSi₂体系的能带结构和态密度,计算结果表明,本体CrSi₂是具有ΔE_g=0.35eV狭窄能隙的间接带隙半导体,其费米面附近的态密度主要由Cr的3d层电子和Si的3p层电子的态密度决定;V替代Cr掺杂后,费米能级进入价带,费米面插在价带的中间,带隙变窄,且间接带隙宽度ΔE_g=0.25eV;掺杂后费米面附近的电子能态密度则由Cr的3d层电子、V的3d层电子和Si的3p层电子的态密度共同决定,掺杂后V原子成为受主,在价带顶附近贡献了一定数量的空穴,使掺杂后CrSi₂的导电类型变为p型,提高了材料的电导率.     

半金属元素掺杂TiN的第一性原理研究

基于密度泛函数理论，采用广义梯度近似方法，对半金属元素原子X（X=B、Si、Ge、As、Sb和Te）掺杂TiN体系的平衡晶格常数和电子结构等进行第一性原理计算，并对掺杂前后的电子态分布变化和形成能进行分析计算．结果表明：掺杂体系中主要的电子贡献仍是N2p态和Ti3d态，随着半金属元素B、Si、Ge、As、Sb和Te的掺入，TiN掺杂体系的导电性能有所提高，但并未超过纯净TiN体系；同时由形成能的计算证明Si掺杂体系最容易达到稳定结构，而Te掺杂是最不稳定的体系．     

SNO2掺Sb薄膜导电机理

透明导电膜是一种重要的光电材料,应用广泛。本文介绍了掺锑氧化锡（ATO）薄膜的导电机理和光电性能。掺锑氧化锡薄膜属四方相金红石结构,薄膜中的Sn呈＋4价,掺杂的Sb分别以＋5和＋3价形式存在。对SnO2薄膜电学性能的研究表明,适量的Sb掺杂能显著提高薄膜的导电性能,但是过量的掺杂会导致导电性能的下降。     

V,Cr掺杂CdSe铁磁半导体的电子能态密度和半金属性质研究

在共轭梯度近似(GGA)下,采用第一性原理平面波赝势方法,对V和Cr掺杂闪锌矿CdSe半导体的基态电子能态密度和磁性进行了研究.结果表明,掺入磁性过渡金属V和Cr后的CdSe明显具有铁磁性,每个超晶胞的总磁矩为3.0和4.0μB,而且呈现出显著的半金属特征.这对在半导体工业中实现自旋载流子注入具有一定的理论价值.     

稀土Y改性Ti/Sb2O5-SnO2电催化电极的制备及表征

为改善Ti/Sb2O5-SnO2电极的电催化性能,采用浸渍法制备了Y改性Ti/Sb2O5-SnO2电极.以活性艳红X-3B为目标有机物,考察了电极的电催化性能,对制备温度和Y掺杂量进行了详细的实验研究,确定的适宜制备条件为热处理温度550 ℃、Y掺杂量0.8%.采用SEM、EDS、XRD等分析方法对所制备电极的表面形貌、元素组成及结构进行分析,发现稀土Y的掺杂可以使SnO2粒径变小,有利于电极电催化性能的改善,同时Y元素的引入可使杂质元素Sb、Y在电极表面涂层富集.Y改性Ti/Sb2O5-SnO2电极表面主要是四方相金红石结构的SnO2晶体.电极动电位扫描测试结果表明Y改性Ti/Sb2O5-SnO2电极具有较高的阳极析氧电位,有利于有机物的阳极氧化降解.     

苯酚在Sb^3＋掺杂SnO2-C／Ti电极上的氧化研究

采用溶胶-凝胶法合成Sb掺杂SnO2胶体前趋体,经活性炭吸附后制备炭载氧化物复合电催化剂.X-射线粉末衍射(XRD)法研究表明,炭载复合电催化剂中的氧化物是四方晶系金红石结构SnO2,Sb的掺杂可减少n型半导体SnO2的带宽,提高电催化活性;同时使得苯酚在电极上氧化表观活化能从10.01kJ·mol-1降至9.01kJ·mol-1;循环伏安(CV)法研究表明,苯酚在Sb掺杂SnO2-C/Ti电极上的氧化峰电流与扫描速率平方根之间是线性关系.     

Co掺杂GaSb电子结构和磁特性的第一性原理研究

运用基于密度泛函理论(Density Functional Theory,DFT)框架下的第一性原理计算方法,研究了Co掺杂GaSb半导体的电子结构和磁特性,交换关联泛函采用局域密度近似(Local Density Approximation,LDA),通过U的引入对Ga-d电子和Sb-p电子的库仑作用势能进行修正,计算得到GaSb的禁带宽度和晶格常数与实验值相符.计算结果表明,Co替代Ga(Co@Ga)缺陷可以产生2μ_B的局域磁矩,而Co替代Sb(Co@Sb)缺陷对体系的局域磁矩没有贡献.Co@Ga产生局域磁矩之间的耦合为铁磁耦合,其居里温度的理论计算值高达410 K.对Co掺杂GaSb半导体的铁磁耦合机制进行了解释,为实验上制备GaSb基铁磁性半导体提供了理论依据.