锑掺杂二氧化锡薄膜的导电机理及其理论电导率
改性共聚酯／纳米掺锑二氧化锡共混物的结构与性能研究
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ｃ Ａ Ｏ 经 表 丽处 理 ． 未 ｒ ｄ Ａ Ｏ经 表面 处 理 ．Ｔ
图 ２ ６试 样 在 Ｍ Ｐ Ｔ中的 分 散 状 况 ＣＥ
Ｆｉ． Ｄｉｐ ｒ ｉｎ ｓａｅ ｏ ａ ｌ ｉ ｇ２ ｓ ｅ ｓｏ ｔｔ ｆｓ ｍｐｅ ６ ｎ ＭＣＰ ＥＴ
１ ８
合
成
纤
维
工
业
２ １ 年第 ３ ０１ ４卷
上织 成纬平 针织 物 ， 造 过 程 中四股 纤 维 平 行 进 织
由 图 ２可 见 ， 经 表 面 处 理 的 纳 米 Ａ Ｏ 在 未 Ｔ
线 ， 均每股 纱线 线密 度为 ７ ｔ 。 平 ２ｄｅ ｘ
１ ３ 测试 与表征 ．
ＭＣ Ｅ Ｐ Ｔ基 体 中分 散 不 佳 ， 较 多 团 聚 体存 在 ， 有 而 经表 面处 理 的纳米 Ａ Ｏ颗粒 在 ＭＣ Ｅ Ｔ Ｐ Ｔ基 体 中具 有较 好 的分 散性 ， 颗粒 尺寸 分 布在 １０～ ０ ｍ， ０ ５０ｎ 完全 可 以满足 纺丝 的加 工要求 。
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ａ未经处理纳米Ａ Ｏ ． Ｔ ｂ 表面处理纳米Ａ （ ． Ｔ）
行判 断 ，
（ 北京服装学 院材料科 学与工程学院 ， 北京 １０ ２ ） ００ ９
摘 要 ： 用原位聚合法制备改性 共聚酯 （ Ｃ Ｅ ）纳米掺锑二氧化锡 （ Ｔ ） 采 Ｍ ＰＴ／ Ａ Ｏ 共混物 ， 经纺丝得到其纤 维
及织物 ， 并对共混物及其纤维的结构与性能进行 了表征 。结果 表明 ： 纳米 Ａ Ｏ经表 面处理后 能够较均 匀分 Ｔ 散于 ＭＣ Ｅ Ｐ Ｔ基体 中； Ｐ Ｔ ＡＴ ＭＣ Ｅ ／ Ｏ共混物相对于 ＭＣ Ｅ Ｐ Ｔ的玻璃化转变温度变化不大 ， 纳米 Ａ Ｏ的加入提高 Ｔ 了 ＭＣ Ｅ Ｐ Ｔ的冷结 晶和热结 晶能力 ， 共混物的结晶度和熔点升高 ， Ｐ Ｔ 纳米 Ａ Ｏ纤维的取 向度 增加 ； — ＭＣ Ｅ ／ Ｔ ＭＣ Ｐ Ｔ 纳米 Ａ Ｏ纤维 的质量 比电阻及其织物的静 电半衰期随着 纳米 Ａ Ｏ的增加呈 现先下 降后上升 的趋 势 ， Ｅ／ Ｔ Ｔ 共混物 中纳米 Ａ Ｏ含量质量分数应控制在 ０ ５ ％ ～ ．５ Ｔ ．０ ０ ７ ％。
二氧化锡导电能力
二氧化锡导电能力
二氧化锡(SnO2)是一种重要的导电材料，具有特定的导电性能。
在温度高于100℃时，二氧化锡的导电能力显著增强，接近金属导电性能，其电导率随温度的升高呈指数形式增加。
因此，在高温环境下，二氧化锡可以表现出良好的导电性能。
同时，二氧化锡作为一种透明的导电材料，在锂电池、太阳能电池、液晶显示、光电子装置、透明导电电极等领域也被广泛应用。
在这些应用中，为了提高其稳定性和导电性，通常会对二氧化锡进行掺杂处理。
需要注意的是，二氧化锡的导电性能会受到多种因素的影响，如温度、掺杂浓度、晶体结构等。
因此，在实际应用中，需要根据具体的使用环境和要求来选择合适的二氧化锡材料和制备工艺，以获得最佳的导电性能。
醋酸盐共沉淀法制备锑掺杂二氧化锡(ATO)粉体
醋酸盐共沉淀法制备锑掺杂二氧化锡(ATO)粉体赵晓伟;杨万婷;陈振奇;张经纬;张纪伟;郭建辉;张治军【摘要】在较低的温度下将锡粉和三氧化二锑溶于冰醋酸并通过共沉淀,成功制备了锑掺杂二氧化锡(ATO)纳米粉体.采用XRD、SEM、TEM、N2等温吸/脱附及粉末电阻率测试仪等对其结构、形貌和导电性进行表征,并研究了锑掺杂浓度对ATO 导电性能的影响.结果表明:随着锑掺杂量的增加,ATO粉体电阻率有一最低值,即在锑掺杂浓度为8％时,ATO粉体电阻率可达0.4Ω·cm;ATO粉体的一次粒径约为5 nm,其比表面高达85.9 m2/g.【期刊名称】《化学研究》【年(卷),期】2016(027)005【总页数】5页(P621-625)【关键词】锑掺杂氧化锡(ATO);醋酸;透明导电材料【作者】赵晓伟;杨万婷;陈振奇;张经纬;张纪伟;郭建辉;张治军【作者单位】河南大学纳米杂化材料应用技术国家地方联合工程中心,河南开封475004;河南大学河南省工业冷却水循环利用工程技术研究中心,化学化工学院,河南开封475004;河南大学纳米杂化材料应用技术国家地方联合工程中心,河南开封475004;河南大学纳米杂化材料应用技术国家地方联合工程中心,河南开封475004;河南大学纳米杂化材料应用技术国家地方联合工程中心,河南开封475004;河南大学纳米杂化材料应用技术国家地方联合工程中心,河南开封475004;河南大学纳米杂化材料应用技术国家地方联合工程中心,河南开封475004;河南大学纳米杂化材料应用技术国家地方联合工程中心,河南开封475004【正文语种】中文【中图分类】O611.62二氧化锡是宽带隙(Eg=3.6 eV)的n型半导体[1]，经Sb掺杂后，形成锑掺杂二氧化锡 (antimony-doped tin dioxide，简称ATO)，具有高的透明导电性. ATO在透明隔热、抗静电、光电显示器件、透明电极、太阳能电池、液晶显示、催化等领域日益受到科学工作者的广泛关注[2].目前，ATO粉体的制备大多采用氯化(亚)锡或其水合物与三氯化锑为原料，由于氯离子具有较强的亲核性和吸附性[3]，需要大量的水反复多次洗涤或渗析，且在后期呈凝胶状，洗涤过程十分缓慢[4]. 另一方面残留的氯离子需要更高的煅烧温度，必然导致颗粒间更为严重的团聚[5]，且氯离子对金属具有较强的腐蚀性[3]，在后续的处理过程中，对设备提出了更高的要求. 这些不利因素将大大增加ATO的生产成本和降低ATO的品质.为了从根本上解决纳米ATO制备过程中，氯离子和钠离子存在造成的难以洗涤[4]、对设备腐蚀[3]、产品易于团聚[5]和导电率下降[6]等不利影响，张建荣[7]、JEON[8]和YU[9]等采用了无氯的原料来制备，降低了ATO粉体的团聚，导电性有所提高. 反应体系中柠檬酸的引入，一方面起到络合剂的作用，促进金属锡的溶解，另一方面可以吸附在ATO表面，防止团聚，在燃烧法制备过程中，还起到燃烧剂的作用[7].醋酸为弱酸，溶解金属过程较为缓慢，用其作为金属锡的溶解介质的报道很少. 如DONALDSON等发现在N2保护下，90 g锡溶解在冰醋酸中制备醋酸亚锡，需要回流(冰醋酸沸点为：140 ℃[10])80～90 h才能完全溶解[11]，或在100～200 ℃下反应得到醋酸锡[11]，但醋酸亚锡在400 ℃以下热解制备SnO2，分解不完全，且易产生杂相，如SnO，Sn2O3等[10]. 目前，尚未有更低溶解温度的报道，更没有直接用醋酸作溶剂来制备ATO的报道.KNEZEVIC等[12]发现用金属锡粉代替锡粒，氧化步骤的温度可降低至100～120 ℃. 在实验过程中，本课题组发现某类物质不仅能够加快金属锡在冰醋酸中的溶解，而且可以降低溶解温度，该类物质可以做为溶解促进剂加速锡在冰醋酸中的溶解. 本文作者拟以无氯的单质锡粉和氧化锑为锡锑源，在溶解促进剂的作用下，二者可快速溶于醋酸中形成醋酸锡和醋酸锑，用氨水共沉淀后制备纳米ATO粉体，并研究其溶解的反应机理以及不同掺杂量对所制ATO粉体导电性的影响.1.1 实验试剂及仪器锡粉(99.5%，200目，国药集团化学试剂有限公司)；三氧化二锑、正丁醇(分析纯，天津市科密欧化学试剂有限公司)；冰醋酸(分析纯，天津市富宇精细化工有限公司)；氨水(分析纯，洛阳昊华化学试剂有限公司)；市售双氧水(30%，洛阳昊华化学试剂有限公司)；溶解促进剂(河南大学纳米材料工程研究中心).FZ-2010粉末电阻率测试仪(上海益羽仪器仪表有限公司)；DX-2500型XRD (丹东方圆仪器有限公司).1.2 醋酸法ATO粉体的制备称取适量的溶解促进剂加入到250 mL的三口烧瓶中，加入125 mL冰醋酸，开启机械搅拌. 待其完全溶解后，加入5 g 锡粉和计量的Sb2O3，在60 ℃下搅拌反应约2 h，待固体全部转化为黑色时，将10 mL双氧水(30%)与5 mL水的混合物滴加入反应瓶中，黑色固体可快速溶解，得到淡黄色透明溶液. 在快速搅拌下将上述溶液返滴入计量的氨水中共沉淀完全，陈化过夜. 随后，用水反复洗涤、抽滤至滤液电导率低于500 μS·cm-1，得到黄色凝胶状固体，于80 ℃下烘干. 经研磨筛分或用正丁醇共沸蒸干后，在600 ℃下煅烧2 h，得蓝色固体.改变Sb2O3的用量，可得到掺杂量不同的ATO粉体.1.3 导电性能测试电阻率测试：称取0.7 g不同锑含量的 ATO粉末放入压片模具(直径D=(6.0±0.3) mm)中，加压至8 MPa，用粉末电阻率测试仪在线测定粉体的电阻值，读取压饼高度(H)，电阻率(ρ)由下式求得：其中，ρ为体积电阻率：Ω·cm；R为电阻值：Ω；D为导电粉末样品池的直径，cm；H为导电粉末样品柱的高度：cm.2.1 合成机理实验发现，锡与冰醋酸直接反应非常缓慢，且释放出氢气，溶解促进剂的存在则可加快锡在冰醋酸中的溶解，而氧化锑易溶解于冰醋酸中. 当锡粉和氧化锑共存时，锡粉并非直接溶解于醋酸，而是首先转化为黑色絮状物，且无气体放出. 待锡粉全部转化为黑色絮状物时，加入双氧水，可快速溶解. 为了确认黑色物质的成分，将反应过程中产生的黑色絮状物从反应体系中分离出来，进行XRD分析，结果如图1.由图1可知，黑色絮状物为两相体系，分别是新生成的锡锑合金(卡片号：PDF#33-0118)和少量未完全反应的金属锡(卡片号：PDF#04-0673). 结合实验现象与中间产物，推断其反应过程和机理如下.在无氧化锑存在时，Sn与HAc和H2O2反应生成醋酸锡和水. 而在锡和氧化锑同时存在时，氧化锑与醋酸快速反应生成醋酸锑，其后，锑被金属性更强的锡置换出来，并与锡形成黑色的锡锑合金. 当加入双氧水时，锡锑合金和未反应的锡一起溶解，并同时将低价金属离子氧化为高价态. 据此计算，理论上5 g锡制备ATO恰好需要加入10 mL的双氧水(30%)，才能完成溶解，这与实验相符合. 若过氧化氢低于该用量，则不能完全溶解.2.2 不同的锑掺杂量对ATO结构的影响不同掺杂量ATO前驱体干凝胶和经600 ℃退火处理的样品进行了XRD表征，结果如图2.如图2(a)所示，不论掺杂含量高低，ATO前驱体在干燥过程中，均已部分转化为金红石相SnO2(PDF#41-1445)结构，且没有发现其他杂质相. 与文献报道的由醋酸亚锡在400 ℃以下受热分解制备SnO2的方法相比[10]，具有更大的优势. 从峰强和峰的宽化现象上看，前驱体干凝胶的结晶并不完善. 由图2(b)可知：前驱体干凝胶经600 ℃退火处理后，峰强明显增强，而峰的宽化减小，说明其晶粒长大，结晶更为完善. 不同掺杂量ATO的(110)晶面峰参数列于表1，其中晶粒尺寸按Scherrer公式计算. 由表1中数据可以清楚地看到(110)晶面峰各参数的变化情况. 明显地，随着锑掺杂量的提高，峰强减弱，半高宽相应地增大，而晶粒尺寸随着锑掺杂量的增加而减小. 这是由于锑的掺杂使SnO2结晶产生了更多的晶格缺陷[13]，或在退火处理时，锑在SnO2表面偏析更多[14]，二者均不利于SnO2晶粒的生长，限制了晶粒的进一步长大.2.3 ATO粉体的形貌表征共沸脱水干燥是制备纳米粉体材料常用的方法，将ATO前驱体湿凝胶用正丁醇进行共沸脱水干燥(共沸点：92.4 ℃)，并经600 ℃退火处理后，进行了SEM和HRTEM形貎表征，结果如图3.从图3(a,b)的FE-SEM可以看出：ATO粉体颗粒尺寸在1 μm左右，且较为均一. 从图3(c)高分辨电镜照片中ATO的结晶条纹可以看出，ATO结晶比较完善，其晶区尺寸较小，为5 nm左右，这可能与共沸有关. 在共沸时，正丁醇的-OH取代HOH，并在ATO颗粒表面形成包覆层，阻止了晶粒的进一步长大. 衍射图上可以看出，衍射条纹从内到外，依次对应ATO的(110)、(101)、(200)、(211)和(301)晶面，说明ATO为多晶结构，与XRD的结果相一致.2.4 不同的锑掺杂量对ATO导电性的影响ATO粉体的特性是透明导电性，随后测定了不同掺杂量ATO粉体的电阻率，如图4. 未掺杂SnO2的电阻率超出了仪器的测量范围，其电阻率大于106 Ω·cm.由图4可知：随着锑掺杂量的增加，电阻率明显降低. 这是因为锑的掺杂为SnO2晶格提供了更多的载流子，随着锑掺杂量的增加，载流子增多，导电性大大增加，当掺杂量达到8%时，电阻率达到0.4 Ω·cm. 掺杂量增至10%，电阻率反而增大至0.89 Ω·cm. 这与大多文献报道相一致，即随着掺杂量的增加，电阻率先降低后增大. 一般认为Sb3+的半径(0.076 nm)比Sn4+的半径(0.069 nm)大，而Sb5+的半径(0.060 nm)则较小，掺杂伴随着强烈的氧化倾向，在Sb含量较低时，Sb 以Sb5+的形式掺杂，提供自由电子作为载流子，是n型半导体，随着掺杂量的增大，载流子的浓度增大，电阻率随之降低；当掺杂量进一步增大时，Sb3+/Sb5+的比例上升，产生偿消作用，电阻率随之升高. 该法制备的ATO粉体电阻率较文献报的低，其原因可能是无氯原料的使用有效避免了氯离子的干扰，另一方面可能是H2O2的加入，使更多的Sb3+被氧化为Sb5+，从而提高其导电性.2.5 ATO粉体的比表面积比表面积是粉体纳米材料的重要参数，通过N2等温吸附-解吸的方法测定了ATO 粉体的比表面积. N2等温吸附-解吸曲线如图5.由ATO粉体的N2等温吸附-解吸曲线，按照BET公式计算出ATO粉体的比表面积为85.9 m2/g. 纳米ATO粉体大的比表面积可能与醋酸在ATO前驱体表面的吸附导致颗粒的团聚程度大大降低有关.通过无氯的工艺路线成功制备了纳米ATO粉体. 所制备的纳米ATO粉体具有较小的晶粒尺寸(约5.0 nm)、较大的比表面积(85.9 m2/g)和较低的电阻率值(0.4 Ω·cm).【相关文献】[1] CHEN Z, PAN D, LI Z, et al. Recent advances in tin dioxide materials: some developments in thin films, nanowires, and nanorods [J]. Chem Rev, 2014, 114(15): 7442-7486.[2] LI N, MENG Q, ZHANG N. Dispersion stabilization of antimony-doped tin oxide (ATO) nanoparticles used for energy-efficient glass coating [J]. Particuology, 2014, 17: 49-53. [3] PLETNEV M A, MOROZOV S G, ALEKSEEV V P. Peculiar effect of chloride ions on the anodic dissolution of iron in solutions of various acidity [J]. Prot Met, 2000, 36(3): 202-208.[4] GIESEKKE E W, GUTOWSKY H S, KIRKOV P, et al. A proton magnetic resonance and electron diffraction study of the thermal decomposition of tin(IV) hydroxides [J]. Inorg Chem, 1967, 6(7): 1294-1297.[5] VINCENT C A. The nature of semiconductivity in polycrystalline tin oxide [J]. J Electrochem Soc, 1972, 119(4): 515-518.[6] 秦长勇, 罗美芳, 古宏晨, 等. 制备工艺对ATO超细粉体导电性能的影响[J]. 华东理工大学学报, 2001， 27(3): 261-264.[7] 张建荣, 高濂. ATO纳米粉体的燃烧合成研究[J]. 无机化学学报, 2004， 20(7): 801-804.[8] JEON S J, LEE J J, KIM J T, et al. Stable antimony-doped tin oxide nano-sols and their films produced by a sol-coating method [J]. J Ceram Process Res, 2006, 7(4): 321-326. [9] YU Z P, LIU P, YE P, et al. Synthesis of monodispersed antimony doped tin oxide nanoparticles and its self-assembly [J]. 稀有金属材料与工程, 2010， 39(增刊2): 142-144. [10] AGASHE C, AIYER R C, GARAJE A. High-yield synthesis of nanocrystalline tin dioxide by thermal decomposition for use in gas sensors [J]. Int J Appl Ceram Technol, 2008， 5(2): 181-187.[11] DONALDSON J D, KNIFTON J F. Complex tin(II) acetates [J]. J Chem Soc A, 1966(3): 332-336.[12] KNEZEVIC V, BRECKER L R, FISHER M, et al. 由元素锡或氧化锡直接合成羧酸锡(II)和羧酸锡(IV)：中国, 01815265.1 [P]. 2005-10-12.[13] ZHANG J, WANG L X, LIANG M P, et al. Effects of Sb content on structure and laser reflection performance of ATO nanomaterials [J]. Trans Nonferrous Met Soc China,2014(1): 131-135.[14] 李青山, 张金朝, 宋鹂, 等. 锑掺杂浓度对二氧化锡纳米微粉的影响[J]. 无机材料学报, 2002,17(6): 1283-1288.。
锑掺杂氧化锡ATO纳米导电粉体的研制
【 摘 要 】通过设 备和工 艺的改进 ，寻求成本低 、产率 高、比表 面积 大的工业化锑掺 杂氧化锡 Ａ Ｏ纳米导电粉体制备方 法。 Ｔ
即在络合 能力强的复合有机 酸溶液 中加入纯度 ９ ． ％以上高纯锡 和 高纯锑化合物 ，再 滴加硝 酸和氨 水，进行凝胶 化反应和聚合 ９９
２ ２ 工艺 流 程 ．
王扭馥篷蓝 盒成班
Ｉ ；
射及红外吸收 等功能，广泛应用于建筑用低辐射 率玻璃、计 算机房 ，雷达 的屏蔽保护区 ，防 电磁干扰 的透 明窗、红外吸
收 隔 热 材 料 等 领 域 中 。甚 至 在 电子 传 输 、化 学 稳 定 性 和 高 温
稳定性 ，性价 比方面还要优于 ＩＯ Ｔ 。广泛应用 于抗 静 电导 电 材料 ，市场前 景广 阔。因此 ，进行本项 目是十 分必要的。
ｏ ｃ ｐｏｕ —ｏ ａｎｉ ａ ｄ ｏｌ ｆ ｏｍ ｎｄ ｒｇ ｃ ｃｉ ｓ ｕｔｉ ｗｉ ａ ｐｕｒｉ ｙ ｆ ９． ｏｎ ｔｈ ｔ ｏ ９ ９％ ｈｉ ｈ ｐｕ ｔ ｔｉ ａ ｇｈ ｕｒｉ ｙ ｎｔｉ ｏｎｙ ｏｍ ｕｎ ． ａ ｇ ｒｉ ｙ ｎ ｎｄ ｈｉ —ｐ ｔ ａ ｍ ｃ ｐｏ ｄｓ ｎｄ
总第 １ ４卷 １ ６期 ５ ２１ ０ ２年 ８月
大 众 科 技
Ｐ ｐｕａｒ ｉｎ ｅ＆ Ｔ ｃ ｎ ｌｇ ｏ ｌ ｅ ｃ Ｓｃ ｅ ｈ ｏｏ ｙ
Ｖｏ ． ４ Ｎ０． Ｌ１ ８
Ａｕ ｕ ｇ￣
２ ２ ０１
锑 掺 杂氧 化 锡 Ａ Ｏ纳 米 导 电粉 体 的研 制 Ｔ
何焕全 陈进 中 伍祥武
锑掺杂纳米SnO2透明导电薄膜的制备与性能研究
Ｅ ｇｎｅ ｒｎ ｎ ｉ ｅ ｉｇ，Ｓ ｕ ｈ Ｃｈｎ ｉｅｓｔ ｆＴｅｈ ｏｏ ｙ，Ｇｕ ｎ ｚ ｏ １ ６ ０，Ｃｈ ｎ ） ｏ ｔ ｉａＵｎｖ ｒｉ ｏ ｃ ｎ ｌｇ ｙ ａ ｇｈ ｕ５ ０ ４ ｉａ
Ａ ｓ ａｔ Ｔｈ ％ ａ ｔ ｎ －ｏ ｅ ｎ （ Ｏ）ｔｉ ｌ ｒ ｅ ｏｉ ｄｏ ｉｃｎｓ ｂ ｔａｅ ， ｂｔ ｃ： ｅ８ ｒ ｎｉ ｙｄ ｐ ｄｔ ＡＴ ｍｏ ｉ ｈｎｆｍｓｗｅｅ ｐ ｓ ｅ ｎ ｓ ｉ ｕ ｓｒｔｓ ｉ ｄ ｔ ｌｏ
ｇ ａ ｓ ｓ ｂ ｔ ａ ｅ ｔ ｎ ｔ ｏ ｔＳ Ｏ２ ｃ ａ ｅ ｙ ｓ ｌ ｅ ｐ ｏ ｅ ｓｗｉ ｎ ｅ ｌ ｇ ｔ ｍ ｐ ｒ ｔ ｒ ｆ ｌ ｓ ｕ ｓ ｒ ｔ ｓ ｗｉｈ ａ ｄ ｗｉ ｕ ｉ 一 ｏ ｔ ｄ ｂ ｏ － ｌ ｒ ｃ ｓ ｔ ａ ｎ ａ ｉ ｅ ｅ ａ ｕ ｅｏ ｈ ｇ ｈ ｎ ４ ０ ． Ｔｈ ｔ ｕ ｔ ｒ Ｉ ｅｅ ｔ ｉａ ｎ ｐ ｉａ ｒ ｐ ｒ ｉｓ ｏ ｈ ｔ ｉ ｉ ｓ ｗｅ ｅ ｓ ｕ ｉｄ ｉ ５℃ ｅ ｓ ｒ ｃ ｕ ａ ， ｌ ｃ ｒｃ Ｉ ａ ｄ ｏ ｔｃ ｌ ｐ ｏ ｅ ｔｅ ｆ ｔ ｅ ｈ ｎ ｆｌ ｒ ｔ ｄ ｅ ｎ ｍ ｄ ｔ ｉ ． Ｔｈ Ｘ－ ａ ｄ ｆｒ ｃ ｉ ｎ （ ｅ ａｌ ｓ ｅ ｒ ｙ ｉｆａ ｔ ｏ ＸＲＤ） ａ ａ ｙ ｉ ｅ ｅ ｌｄ ｈ ｔ ｈ ｔ ｉ ｉ ｒ ｔ ｉ ｅ ｔ ｅ ｎ ｌ ｓｓ ｖ ａｅ ｔ ａ ｔ ｅ ｈ ｎ ｆｌ ｒ ｍｓ ｅ ａｎ ｄ ｈ ｔ ｔ ａ ｏ ａ ｕ ｉ ｔ ｕ ｔ ｒ ｓ ｕ ｄ ｐ ｄ ｏ ｅ ． Ｔｈ ｈ ｅ ｅ ｉｔｖ ｔ ｅ ｒ ａ ｅ ｂ ｉ ｕ ｌ ｔ ｈ ｅ ｒ ｇ ｎ Ｉｒ ｔｌ ｓ ｒ ｃ ｕ ｅ ａ ｎ ｏ ｅ ｎ ｓ ｅ ｅ ｓ ｅ ｔｒ ｓｓ ｉ ｉ ｄ ｃ ｅ ｓ ｄ ｏ ｖ ｏ ｓ ｙ ｗｉ ｔ ｅ ｙ ｈ
锑掺杂纳米SnO2透明导电薄膜的制备与性能研究
锑掺杂纳米SnO2透明导电薄膜的制备与性能研究王银玲;徐雪青;徐刚;何新华【期刊名称】《光学仪器》【年(卷),期】2008(030)003【摘要】采用溶胶-凝胶法在Si片、已镀SiO2的钠钙硅玻璃和普通钠钙硅玻璃上镀Sb掺杂摩尔分数为8%的SnO2薄膜(ATO),在450℃热处理温度下对薄膜结构,电学、光学性能进行表征.结果表明:薄膜以四方金红石结构存在,结晶完全;方阻值随镀膜层数的增加而明显降低,12层时薄膜最低方阻值为129Ω/□,可见光平均透过率在75%以上.随着波长的增大,红外波段的反射率逐渐增大,从15% 增加到55% 左右.【总页数】5页(P68-72)【作者】王银玲;徐雪青;徐刚;何新华【作者单位】中国科学院广州能源研究所,可再生能源与天然气水合物重点实验室,广东,广州,5106401;华南理工大学,材料科学与工程学院,广东,广州,510640;中国科学院广州能源研究所,可再生能源与天然气水合物重点实验室,广东,广州,5106401;中国科学院广州能源研究所,可再生能源与天然气水合物重点实验室,广东,广州,5106401;华南理工大学,材料科学与工程学院,广东,广州,510640【正文语种】中文【中图分类】O614【相关文献】1.纳米掺杂 Ag／SnO2触头材料的制备及电弧侵蚀性能研究 [J], 刘松涛;王俊勃;杨敏鸽;思芳;杨增超2.Zn2+掺杂纳米SnO2负极材料的制备及电化学性能研究 [J], 梁妹芳3.Gd3+掺杂纳米SnO2锂离子电池负极材料的制备与电化学性能研究 [J], 杨萍;余随淅;蒋峰;扈世伟;任志昂;杨利文4.水热法制备锑掺杂SnO2纳米粉体的研究 [J], 谢根生5.rGO/Ce掺杂SnO2复合纳米纤维的制备及H2S气敏性能研究 [J], 王新昌;高慧然;王英华;郭梦辉;许婷婷;王雨萌;贾建峰因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
氟掺杂氧化锡 电极材料
氟掺杂氧化锡电极材料
氟掺杂氧化锡（FTO）是一种透明导电氧化物，主要用于染料敏化太阳能电池及钙钛矿太阳能电池的透明电极。
FTO继承了二氧化锡材料的化学稳定性，能耐酸、碱和大气环境的侵蚀，也能耐受500℃以上的高温退火处理。
氟作为施主杂质主要以替位取代方式占据二氧化锡晶格中氧原子的格位，理论上每个氟原子会在二氧化锡导带中引入一个自由电子。
氟掺杂二氧化锡薄膜载流子浓
度可达5×10²⁰/厘米³以上，电阻率接近1×10⁻⁴欧·厘米。
此外，FTO的光学带隙超过3.6电子伏，在可见光谱范围内平均透过率超过80%，
但在近红外波段具有很高的反射率。
其制备方法主要有化学气相沉积、喷雾热解、磁控溅射等，原料廉价易得。
与常用的氧化铟锡（ITO）相比，FTO不仅同样具有高透明性和电导性，而且从稀有金属资源保护的观点来看，具有更高的利用价值。
此外，FTO的耐热性也优于ITO，使其在高温环境下仍能保持稳定的性能。
因此，氟掺杂氧化锡作为电极材料在电化学和光电化学领域得到了广泛应用。
同时，FTO还具有较低的光吸收特性和灵活的导电性能，使其能够适用于传感器、数字显示器、智能窗口涂料、催化剂支架等多种应用领域。
总的来说，氟掺杂氧化锡作为一种优秀的电极材料，在未来的科学技术发展中有着广阔的应用前景。
掺杂Sb对SnO2透明导电膜导电性的影响分析
掺杂Sb对SnO2透明导电膜导电性的影响分析
于长凤;朱小平;张脉官;凌青;戴静
【期刊名称】《陶瓷学报》
【年(卷),期】2006(027)004
【摘要】采用溶胶凝胶法制备透明导电膜,并考察了Sb的掺杂量、热处理温度对薄膜方块电阻以及对薄膜透光率的影响.在SnO2掺杂1.0%(wt)Sb能显著提高薄膜的电导性,制得的透明导电膜表面电阻率最低为ρ=16×10-3Ω·cm,且薄膜的连续性、致密性好,透光率达到90%以上.
【总页数】7页(P363-369)
【作者】于长凤;朱小平;张脉官;凌青;戴静
【作者单位】景德镇陶瓷学院,333001;景德镇陶瓷学院,333001;广东佛山金刚新材料所,528000;苏州国巨电子,215000;景德镇陶瓷学院,333001
【正文语种】中文
【中图分类】TQ174.75
【相关文献】
1.硝酸掺杂提高石墨烯透明导电膜导电性研究 [J], 郭磊;陈学康;王兰喜;白晓航;张超;曹生珠
2.溶胶凝胶法制备Sb掺杂SnO2透明导电膜的结构与性能研究 [J], 郭锐;张华利
3.溶胶凝胶法制备SnO2掺杂透明导电膜及性能测试 [J], 张荣军;商宝江;张新恩;石元昌
4.Sb掺杂SnO2(ATO)纳米晶的水热合成和导电性能 [J], 张建荣;高濂
5.采用USP-CVD沉积SnO2透明导电膜--F、Sb掺杂及特性研究 [J], 丁尔峰; 崔容强; 周之斌; 赵亮; 于化丛; 赵占霞
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关于氧化锡的制备方法
SnO2体材料的密度为5.67g/cm，通常制备的S n O2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。
关于氧化锡的制备方法
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使气体电离产生高温等离子体,使原料熔化和蒸发,蒸气遇到周围的气体被冷却或与之发生反应形成超微粉。