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文檔簡介
1、SnO2是目前應用最廣泛的一種氣敏材料,可以用來檢測各種易燃、易爆及危險氣體。本文從理論和實驗兩方面對其進行了研究。
采用基于密度泛函理論的第一性原理對SnO2的體相結構、氧空位、Pd摻雜以及在SnO2(110)面吸附CO后的電子能帶結構進行了分析。計算結果表明,SnO2屬于直接帶隙半導體,Sn、O原子間存在一定的共價作用;隨著SnO2中氧空位和Pd摻雜濃度的增加,導帶寬度逐漸增大,帶隙寬度逐漸減小,光學吸收帶出現(xiàn)藍移;通過對
2、CO吸附在SnO2的化學計量和還原性這兩類不同(110)面的9種構型進行計算,分別得到了兩類表面吸附的穩(wěn)定結構;進一步分析表明:表面吸附CO后的SnO2材料電導率比吸附前的要大,其中SnO2化學計量(110)面吸附CO后的結構更為穩(wěn)定,在建立的所有吸附模型中以CO橫向吸附在化學計量(110)面的Sn(5)和O(2)原子之間時的結構最穩(wěn)定。
采用磁控濺射法,通過調整襯底溫度、濺射氣壓和氬氧比等參數(shù)制備出了不同微結構和成分的SnO
3、2薄膜,研究結果表明:襯底溫度越高,薄膜的結晶程度越好;氣壓越低,越易形成非晶薄膜;沉積SnO2薄膜的最佳氬氧比為4:1。
利用XRD和TEM對不同溫度退火后的SnO2薄膜樣品進行分析,研究發(fā)現(xiàn)樣品在300℃退火時開始晶化,晶粒尺寸為8nm,薄膜晶化程度和晶粒尺寸隨著退火溫度的升高而增大,到600℃時,晶化完全,晶粒尺寸為24nm。將樣品在500℃經(jīng)不同時間退火后發(fā)現(xiàn),隨著退火時間增加,薄膜的晶化程度和晶粒尺寸也有所增加。
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