sno2材料的第一性原理研究及其薄膜制備

1、國內(nèi)圖書分類號：TG142.71國際圖書分類號：620工學碩士學位論文SnO2材料的第一性原理研究及其薄膜制備碩士研究生：李小娟導師：蘇治斌副教授申請學位級別：工學碩士學科、專業(yè)：材料學所在單位：材料科學與工程學院授予學位單位：燕山大學萬方數(shù)據(jù)I摘要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(jié)構(gòu)、氧空位、Pd摻雜以及

2、在SnO2（110）面吸附CO后的電子能帶結(jié)構(gòu)進行了分析。計算結(jié)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(gòu)型進行計算，分別得到了兩類表面吸附的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)；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（1

3、10）面吸附CO后的結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)最穩(wěn)定。采用磁控濺射法，通過調(diào)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(jié)構(gòu)和成分的SnO2薄膜，研究結(jié)果表明：襯底溫度越高，薄膜的結(jié)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