锑掺杂二氧化锡薄膜的导电机理及其理论电导率_杨建广

透明导电薄膜用Sb掺杂SnO2光电特性研究[设计+开题+综述]

开题报告 电子信息科学与技术 透明导电薄膜用Sb掺杂SnO2光电特性研究 一、选题的背景与意义 近年来，随着科技的进一步发展，太阳能电池，高分辨率，大尺寸平面显示器，节能红外反射膜等广泛应用，对透明导电膜的需求越来越大。透明导电膜主要用于透明电极、屏幕显示、热反射镜、透明表面发热器、柔性发光器件、液晶显示器等领域。这就要求透明导电膜不但要有好的导电性，还要有优良的可见光透光性。根据材料的不同，透明导电膜可分为金属透明导电薄膜，氧化物透明导电膜、非氧化物透明导电薄膜及高分子透明导电薄膜。当前，氧化物及其复合氧化物薄膜的研究十分引人关注。本课题主要研究的是Sb掺杂SnO2（简称ATO）体系。 ATO主要成分的SnO2因其优良的光电性能而被广泛应用于透明导电、固态气体传感器及催化等领域。在透明导电膜中，SnO2因其优异的光电性能已被广泛应用，二氧化锡膜是较早获得商业应用的透明导电材料之一，SnO2是透明n 型宽禁带半导体材料，其Eg＝3.6 eV（300 K），纯SnO2的电阻率通常较高，其载流子浓度由氧空位决定，在SnO2中掺入少量的Sb离子能大幅度降低SnO2的电阻率并保持良好的透光性。 而随着电子工业以及相关高新技术产业的高速发展，具有半导体特性金属氧化物导电粉末尤其是超细粉末（如掺杂锑的氧化锡）由于其独特的稳定性和广泛的应用领域而得到迅速发展。 ATO（锑掺杂的二氧化锡）是一类新型浅色透明导电粉，它利用锑掺杂取代锡形成缺陷固融体时形成的氧空位或电子作为载流电子导电的。ATO可做优良隔热粉、导电粉使用。其良好隔热性能，被广泛的应用于涂料、化纤、高分子膜等领域。此外作为导电材料，在分散性、耐活性、热塑性、耐磨性、安全性有着其他导电材料无法比拟的优势。被应用于光电显示器件、透明电极、太阳能电池、液晶显示、催化等方面。

纳米掺锑二氧化锡

纳米掺锑二氧化锡 简介： 掺锑二氧化锡（Antimony Doped Tin Oxide简称ATO）是?一种新型多功能材料.外观多为灰白色-蓝色粉体,具有耐高温、耐腐蚀、分散性好等特点。 掺锑二氧化锡(ATO,Antimony Doped Tin Oxide)是?一种N型半导体材料,具有浅色透明性和良好的导电性、耐候性及化学稳定性[1]。将纳米ATO均匀分散于水介质中,可制得水性纳米ATO浆料,并以其作为功能填料,以水性聚氨酯为成膜剂,可制备应用于玻璃表面的透明且具有隔热效果的隔热涂 在充分回收含锡阳极泥有价金属的基础上,采用从锡锑二次资源中直接提取的高纯氯锡酸铵和氯氧锑为原料,合成了性能优良的纳米级锑掺杂二氧化锡(ATO)粉。 纯SnO2是?一禁带宽达3.8 eV的绝缘体,当产生O空位或掺杂F、Sb等元素后,形成n型半导体。其中,Sb掺杂二氧化锡(ATO)粉体因其优良的电学和光学性能而在太阳能转化电池,智能窗,电致变色材料,抗静电塑料、涂料、纤维,显示器用防辐射抗静电涂层材料,红外吸收隔热材料,气敏元件,电极材料等方面得到了广泛的应用,是?一种新型的多功能导电材料。它与其他传统抗静电材料如石墨、表面活性剂、金属粉等相比,有着较大的优越性,如耐候性、耐磨性以及分散性,从而具有广阔的市场前景 应用领域： ATO(Antimony Doped Tin Oxide)可作优良隔热粉、导电粉（抗静电粉）使用。其良好隔热性能，被广泛的应用于涂料、化纤、高分子膜等领域。此外作为导电材料，在分散性、耐活性、热塑性、耐磨性、安全性上有着其他导电材料（如石墨、表面活性剂、金属粉等）无法比拟的优势。被应用于光电显示器件、透明电极、太阳能电池、液晶显示、催化等方面。 行业领导者： 上海那博化工科技有限公司于2012 年在上海市嘉定区建成，成为那博化工在中国的综合服务平台，并辐射至亚太区众多客户。那博化工致力于通过品牌、产品及服务，为涂料、塑料、造纸和特殊用品市场创造更好的、更令人满意的价值。 那博研发团队优势 从概念到商业化应用，那博的技术团队帮助客户快速实现产品的商业化应用。 ? 通过提升产品设计以改进性能 ? 更短的加工周期以提高生产力 ? 成本优势和出众的性能 ?领先的实验设备 消费者 作为精细化工行业的重要原料供应商，我们在纳米技术领域有着独到的见解。我们愿用专业的知识给您最中肯的建议，帮您选择最适合您的技术解决方案。 商业伙伴 我们的承诺是理解客户，提供卓越的产品、服务和整体价值，在满足您的独特需要的同时，为您的企业的快速成长贡献自己的绵薄之力。

氧化锡的制备工艺

SnO2具有更宽的带隙和更高的激子束缚能，SnO2体材料的密度为5.67g/cm，通常制备的SnO2薄膜密度大约为体材料密度的80～90%，熔点为1927摄氏度。SnO2及其掺杂薄膜具有高可见光透过率、高电导率、高稳定性、高硬度和极强的耐腐蚀性等性能。宽带隙半导体的纳米线具有巨大的纵横比，表现出奇特的电学和光学性能，使其在低压和短波长光电子器件方面具有潜在的应用前景。与传统SnO2相比,由于SnO2 纳米材料具有量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应和宏观量子隧道效应,因而在光、热、电、声、磁等物理特性以及其他宏观性质方面都会发生显著的变化。 二、纳米氧化锡的制备 1.固相法 1)高能机械球磨法 高能机械球磨法是利用球磨机的转动或振动,对原料进行强 烈的撞击、研磨和搅拌。 2)草酸锡盐热分解法 2.液相法 1)醇—水溶液法 2)溶胶—凝胶法 溶胶—凝胶法的基本原理是:金属醇盐或无机盐在有机介质 中经水解、缩聚,形成溶胶,溶胶聚合凝胶化得到凝胶,凝胶经 过加热或冷冻干燥及焙烧处理,除去其中的有机成分,即可得

到纳米尺度的无机材料超细颗粒。 3)微乳液法 微乳液法是将两种反应物分别溶于组成完全相同的两份微乳液中;然后这两种反应物在一定条件下通过物质交换彼此发生反应,借助超速离心,使纳米微粒与微乳液分离;再用有机溶剂清洗除去附着在表面的油和表面活性剂;最后在一定温度下干燥处理,即可得到纳米微粒的固体样品。 4)沉淀法 沉淀法分直接沉淀法和均匀沉淀法，直接沉淀法是制备超细氧化物广泛采用的一种方法,它是在含有金属离子的溶液中加入沉淀剂后,于一定条件下生成沉淀,除去阴离子,沉淀经热分解。均匀沉淀法是利用某一反应使溶液中的构晶离子从溶液中缓慢均匀地释放出来。制得超细氧化物。 5)水热法 水热法制备超细微粉的技术始于1982年,它是指在高温、高压下一些氢氧化物在水中的溶解度大于对应氧化物在水中的溶解度,氢氧化物溶入水中同时析出氧化物。 6)微波法 7)锡粒氧化法 3.气相法 1)等离子体法 等离子体法是在惰性气氛或反应性气氛下通过直流放电

SNO2掺Sb薄膜导电机理

ＳＮＯ2掺Ｓｂ薄膜导电机理 【摘要】：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。 【关键词】：透明导电薄膜；导电性能；锑掺杂二氧化锡薄膜；导电率 中国分类号：TP396 文献标识码：A 文章编号：1002-6908（2007）0220020-01 近年来，随着科学技术的发展，高分辨率，大尺寸平面显示器，太阳能电池，节能红外反射膜，电致变色窗等广泛应用，对透明导电薄膜的需求愈来愈大。透明导电薄膜主要用于透明电极、屏幕显示、热反射镜、透明表面发热器、柔性发光器件、塑料液晶显示器等领域。这就要求透明导电薄膜不但要有好的导电性，还要有优良的可见光透光性。根据材料的不同，将透明导电薄膜分为金属透明导电薄膜、氧化物透明导电薄膜、非氧化物透明导电薄膜及高分子透明导电薄膜。当前，氧化物及其复合氧化物薄膜的研究十分引人注目，特别是采用SnO2为本要成分的SnO2掺Sb（简称ATO）薄膜。 1.导电机理 1.1 纯SnO2薄膜 SnO2是一种n型半导体，禁带宽度Eg大于3eV，有高的透光性。SnO2薄膜的特点是膜强度好，具有优良的化学稳定性，具有光学各向异性的特点。如果SnO2薄膜的成分太纯，则导电性和透明性互相矛盾。理论上纯净的SnO2薄膜导电性很差，但就实际薄膜而言，Sn原子往往会局部过剩，过剩的Sn原子起着施主作用，多余的电子将占据能量高于禁带的导带中一部分能级，所以能表现出导电性能。 1.2 掺Sb的SnO2薄膜 研究发现，SnO2薄膜的组成偏离化学计量比，可以采取掺杂的办法提高薄膜的导电率，使其具有高的导电性。SnO2晶体是四方相金红石结构，正负离子配位数为6：3，每一个Sn离子都与6个O离子相邻，每个O离子都与3个Sn 离子相邻，掺入Sb离子容易成为替位离子占据Sn离子的位置。Sb5+离子占据晶体格中Sn离子的位置，形成一个一价正电荷中心和一个多余的价电子，这个价电子挣脱束缚而成为导电电子。因此掺入Sb的结果是增加了净电子，使晶粒电导率增加。 掺Sb的SnO2薄膜的导电率主要来源于其高载流子浓度。对于ATO导电材料的导电机理研究，国内外已有报道，但是还没有定论。L.D.Loch研究了ATO 材料在100～900℃温度范围内的导电机理，认为ATO是一种n型半导体材料，