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锑掺杂量对ATO纳米颗粒结构及其导电性能的影响

来源期刊:功能材料2011年第11期

论文作者:杨保平 钟小华 张晓亮 崔锦峰 贾均红 易戈文

文章页码:1993 - 1997

关键词:ATO纳米颗粒;Sb掺杂量;sol-gel法;XPS;电阻率;

摘    要:以SnCl4.5H2O和SbCl3为主要原料,采用sol-gel法制备了锑掺杂二氧化锡(ATO)纳米粉体。分别利用FESEM、XRD、FT-IR、XPS及四探针电阻仪对粉体形貌、晶体结构、元素组成和粉末电阻进行表征,考察Sb掺杂量对ATO粒子晶体结构、晶粒尺寸和导电性能的影响。结果表明所制备的ATO为(110)面择优取向的四方相锡石结构的纳米颗粒,当Sb掺杂量为15%(摩尔分数)时,ATO具有最小的粉末电阻率(12.85Ω.cm)。当Sb掺杂量≤28%时可得到完全掺杂的ATO,ATO的导电性与其中的Sb5+离子浓度有关,而且Sb含量在28%以下可能存在一个阈值,有利于固溶在SnO2晶格中的Sb形成Sb5+,使载流子浓度达到最大,因而表现出最佳的导电性能。

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锑掺杂量对ATO纳米颗粒结构及其导电性能的影响

杨保平1,2,钟小华1,2,张晓亮1,崔锦峰2,贾均红1,易戈文1

1. 中国科学院兰州化学物理研究所固体润滑国家重点实验室2. 兰州理工大学石油化工学院

摘 要:以SnCl4.5H2O和SbCl3为主要原料,采用sol-gel法制备了锑掺杂二氧化锡(ATO)纳米粉体。分别利用FESEM、XRD、FT-IR、XPS及四探针电阻仪对粉体形貌、晶体结构、元素组成和粉末电阻进行表征,考察Sb掺杂量对ATO粒子晶体结构、晶粒尺寸和导电性能的影响。结果表明所制备的ATO为(110)面择优取向的四方相锡石结构的纳米颗粒,当Sb掺杂量为15%(摩尔分数)时,ATO具有最小的粉末电阻率(12.85Ω.cm)。当Sb掺杂量≤28%时可得到完全掺杂的ATO,ATO的导电性与其中的Sb5+离子浓度有关,而且Sb含量在28%以下可能存在一个阈值,有利于固溶在SnO2晶格中的Sb形成Sb5+,使载流子浓度达到最大,因而表现出最佳的导电性能。

关键词:ATO纳米颗粒;Sb掺杂量;sol-gel法;XPS;电阻率;

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