稀土鏑、釹、鑭摻雜納米SnO-,2-薄膜的特性.pdf

1、采用真空熱蒸發(fā)法在玻璃襯底制備納米Sn薄膜，在空氣或氧氣氣氛下對薄膜進行氧化、熱處理，獲得性能良好的SnO2納米多晶薄膜。采用同樣方法制備稀土金屬鏑(釹、鑭)摻雜納米SnO2薄膜。經(jīng)X射線衍射儀、場發(fā)射掃描電子顯微鏡、分光光度計等方法對薄膜進行各種性能測試，研究不同制備工藝、稀土摻雜含量、及熱處理溫度和時間對SnO2薄膜的結(jié)構(gòu)特性、晶粒尺寸、表面形貌、電學(xué)、光學(xué)、氣敏特性影響。 實驗給出：以高純Sn粉蒸發(fā)制備的薄膜，經(jīng)T=550

2、℃，t=45min氧化、熱處理后，可獲得性能良好的SnO2多晶薄膜。薄膜沿(110)晶向擇優(yōu)生長，平均晶粒尺寸約47.43nm。在相同氧化、熱處理條件下(T=550℃，t=25min)，摻釹含量為7at％時，可獲得表面和結(jié)構(gòu)良好的SnO2薄膜，平均晶粒尺寸約34.55nm；而摻鏑含量為9at％時，薄膜則沿(101)晶向擇優(yōu)生長，平均晶粒尺寸約65.07nm；當(dāng)摻鑭含量為7at％時，獲得的薄膜則沿(110)晶向擇優(yōu)生長，平均晶粒尺寸約42

3、.83nm。所有制備的SnO2薄膜均呈N型，電阻很高。場發(fā)射掃描電鏡分析給出，SnO2多晶薄膜表面均呈顆?？谞罱Y(jié)構(gòu)，表面較均勻平整，顆粒大小較均勻約在0.3-0.8μm，隨熱處理溫度升高，顆粒聚集程度增強。 經(jīng)稀土鏑(釹、鑭)摻雜后，SnO2薄膜的光透射率(入射波長300-900nm內(nèi))均有不同程度的降低。純SnO2薄膜的光學(xué)帶隙寬度3.07ev，隨摻釹、鏑、鑭含量增加，薄膜的光學(xué)帶隙呈遞減趨勢，光學(xué)帶隙在2.62-3.07ev