La掺杂AgSnO₂触头材料的电性能（英文）

来源期刊：材料科学与工程学报2018年第3期

论文作者：赵彩甜 王景芹 王海涛 蔡亚楠

文章页码：392 - 398

关键词：La掺杂SnO2;第一性原理;电子结构;电学性质;

摘    要：由于Cd有毒性,AgSnO₂触头材料逐渐取代了AgCdO成为新型触头材料,但由于AgSnO₂触头材料中的SnO₂近乎绝缘,使得触头材料的接触电阻增大,故改善SnO₂的导电性是急需解决的重大难题。本文提出了一种简单的、低成本的La掺杂AgSnO₂触头材料的设计方法。采用模拟计算的方法,利用第一性原理的密度泛函理论平面波超软赝势法,建立了SnO₂以及不同比例La掺杂的SnO₂超晶胞模型,在对其进行几何优化之后分别研究了La掺杂比为50%、25%、16.67%、12.5%、8.34%的SnO₂材料的电子结构,并研究了其晶格参数、能带结构和态密度等。结果表明,掺杂后材料晶胞体积变大。La的5d轨道进入导带,使得导带底向低能端移动,禁带宽度变小。最终得出La掺杂比为16.67%时导电性最佳。最后进行了不同掺杂比下触头材料的电接触性能试验,得到了接触电阻和燃弧能量等电接触性能参数并验证了模拟结果。因此,本文的研究为触头材料的发展和应用提供了理论依据。