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Nb/SnO2复合薄膜的制备、结构及光电性能

曾乐贵 刘发民 钟文武 丁芃 蔡鲁刚 周传仓

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Nb/SnO2复合薄膜的制备、结构及光电性能

曾乐贵, 刘发民, 钟文武, 丁芃, 蔡鲁刚, 周传仓

Preparationand structure and optical-electrical properties of the Nb/SnO2 composite thin film

Zeng Le-Gui, Liu Fa-Min, Zhong Wen-Wu, Ding Peng, Cai Lu-Gang, Zhou Chuan-Cang
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  • 用溶胶-凝胶旋涂法在玻璃基底上制备出Nb/SnO2复合透明导电薄膜,利用XRD,SEM,紫外—可见分光光度计,四探针电阻仪等测试方法对Nb/SnO2复合薄膜的结构和物性进行了研究.结果表明: 当Nb含量小于0.99at%时,Nb/SnO2复合薄膜为较纯的四方金红石结构;复合薄膜中晶粒分布均匀,平均尺寸在5—7 nm.当Nb含量小于0.99at%时,Nb/SnO2复合薄膜的电阻率先减小后增大,当Nb含量为0.37at%时
    The Nb/SnO2 composite thin films were successfully synthesized by sol-gel spin-coating method on glass substrate. The structures and properties of Nb/SnO2 composite thin films were characterized by X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopey (SEM), ultraviolet visible near-infrared spectrophotometry and four-probe method. The effects of Nb doping on structure and optical-electrical properties of the Nb/SnO2 composite thin films were researched. The results indicate that a tetragonal rutile structure is retained when the Nb content is less than 0.99at%, and the nano-particles are distributed homogeneously in the thin films and their size can be controlled in the range of 5—7 nm. The resistivity of Nb/SnO2 composite thin films decreases and then increases when the Nb content is less than 0.99at%, and reaches a very low value of 9.49×10-2 Ω ·cm at 0.37at% Nb. In the range of 400—700 nm visible region, the transmittance of Nb/SnO2 composite thin films is up to 90% when the Nb content is less than 0.99at%, and the optical band gap of Nb/SnO2 composite thin films are in the range of 3.9—4.1 eV. The visible light transmittance of Nb/SnO2 composite thin films significantly reduce at 1.23at% Nb.
    • 基金项目: 航天科学基金(批准号:373858)资助的课题.
    [1]

    Wu C G, Shen J, Li D, Ma G H 2009 Acta Phys. Sin. 58 8623 (in Chinese) [吴臣国、 沈 杰、 李 栋、 马国宏 2009 58 8623]

    [2]

    Ginley D S, Bright C 2000 MRS Bull 25 15

    [3]

    Chen Z Q, Liu H M, Liu Y P, Chen W, Luo Z Q, Hu X W 2009 Acta Phys. Sin. 58 4260 (in Chinese) [陈兆权、 刘明海、 刘玉萍、 陈 伟、 罗志清、 胡希伟 2009 58 4260]

    [4]

    Epifani M, Alvisi M, Mirenghi L, Leo G, Siciliano P, Vasanelli L 2001 J. Am. Ceram. 84 48

    [5]

    Thangaraju B 2002 Thin. Sol. Fi. 402 71

    [6]

    Ma J, Hao X T, Huang S L, Huang H, Yang Y G, Ma H L 2003 Appl. Surf. Sci. 214 208

    [7]

    Huang J Y, Fan G H, Zheng S W, Niu Q L, Li S T, Cao J X, Su J, Zhang Y 2010 Chin. Phys. B 19 047205

    [8]

    Rockenberger J, Zum Felde U, Tischer M, Troger L, Haase M, Weller H, Tischer M, Haase M 2000 J. Chem. Phys. 112 4296

    [9]

    Chaudhary V A, Mulla I S, Vijayamohanan K 1998 Sens. Actu-B 50 45

    [10]

    Jung Y S, Choi Y W, Lee H C, Lee D W 2003 Thin. Sol. Fi. 440 278

    [11]

    Ogale S B, Choudhary R J, Buban J P, Lofland S E, Shinde S R, Kale S N, Kulkarni V N, Higgins J, Lanci C, Simpson J R, Browning N D, Das Sarma S, Drew H D, Greene R L, Venkatesan T 2003 Phys. Rev. Lett. 91 077205

    [12]

    Liu C M, Fang L M, Zu X T 2009 Acta Phys. Sin. 58 936 (in Chinese) [刘春明、 方丽梅、 祖小涛 2009 58 0936]

    [13]

    Kuang A L, Liu X C, Lu Z L, Ren S K, Liu C Y, Zhang F M, Du Y W 2005 Acta Phys. Sin. 54 2934 (in Chinese) [匡安龙、 刘兴翀、 路忠林、 任尚坤、 刘存业、 张凤鸣、 都有为 2005 54 2934]

    [14]

    Santos-Pena J, Brousse T, Sanchez L, Morales J, Schleich D M 2001 J. Power Sources 97-8 232

    [15]

    Park S S, Zheng H, Mackenzie J D 1993 Mater. Lett. 17 346

    [16]

    Mazek M, Orel B 1998 Sol. En. M. 54 121

    [17]

    Vaufrey D, Ben Khalifa M, Besland M P, Sandu C, Blanchin M G, Teodorescu V, Roger J A, Tardy J 2002 Organic Light-Emitting Materials and Devices 4464 103

    [18]

    Kikuchi N, Kusano E, Kishio E, Kinbara A 2002 Vacuum 66 365

    [19]

    Wang C, Hou Y D, Wu N N, Zhu M K, Wang H, Yan H 2009 Acta Chim. Sin. 67 203 (in Chinese)[王 超、 侯育冬、 吴宁宁、 朱满康、 汪 浩、 严 辉 2009 化学学报 67 203]

    [20]

    Yan J F, Zhang Z Y, Deng Z H 2007 Journal of Huazhong University of Science and Technology (Nature Science Edition) 35 81 [闫军锋、 张志勇、 邓周虎 2007 华中科技大学学报 (自然科学版) 35 81]

    [21]

    Dawar A L, Joshi J C 1984 J. Mater. Sci. 19 1

    [22]

    Petritz R L 1956 Phys. Rev. 104 1508

    [23]

    Yan J K, Gan G Y, Chen H F, Zhang X W, Sun J L 2007 Semiconductor Technology 32 109 (in Chinese)[严继康、 甘国有、 陈海芳、 张小文、 孙加林 2007 半导体技术 32 109]

    [24]

    Gratzel M 1989 Heterogeneous photochemical electron transfer (Florida: CRC Press) 66—70

    [25]

    Terrier C, Chatelon J P, Roger J A 1997 Thin. Sol. Fi. 295 95

    [26]

    Jousse D 1985 Phys. Rev. B 31 5335

    [27]

    Shi X, Liu F M, Liu Y Y, Ding P, Zhou C C 2009 Acta Materiae Compositae Sinica 26 0113 [石 霞、 刘发民、 刘妍研、 丁 芃、 周传仓 2009 复合材料学报 26 0113]

  • [1]

    Wu C G, Shen J, Li D, Ma G H 2009 Acta Phys. Sin. 58 8623 (in Chinese) [吴臣国、 沈 杰、 李 栋、 马国宏 2009 58 8623]

    [2]

    Ginley D S, Bright C 2000 MRS Bull 25 15

    [3]

    Chen Z Q, Liu H M, Liu Y P, Chen W, Luo Z Q, Hu X W 2009 Acta Phys. Sin. 58 4260 (in Chinese) [陈兆权、 刘明海、 刘玉萍、 陈 伟、 罗志清、 胡希伟 2009 58 4260]

    [4]

    Epifani M, Alvisi M, Mirenghi L, Leo G, Siciliano P, Vasanelli L 2001 J. Am. Ceram. 84 48

    [5]

    Thangaraju B 2002 Thin. Sol. Fi. 402 71

    [6]

    Ma J, Hao X T, Huang S L, Huang H, Yang Y G, Ma H L 2003 Appl. Surf. Sci. 214 208

    [7]

    Huang J Y, Fan G H, Zheng S W, Niu Q L, Li S T, Cao J X, Su J, Zhang Y 2010 Chin. Phys. B 19 047205

    [8]

    Rockenberger J, Zum Felde U, Tischer M, Troger L, Haase M, Weller H, Tischer M, Haase M 2000 J. Chem. Phys. 112 4296

    [9]

    Chaudhary V A, Mulla I S, Vijayamohanan K 1998 Sens. Actu-B 50 45

    [10]

    Jung Y S, Choi Y W, Lee H C, Lee D W 2003 Thin. Sol. Fi. 440 278

    [11]

    Ogale S B, Choudhary R J, Buban J P, Lofland S E, Shinde S R, Kale S N, Kulkarni V N, Higgins J, Lanci C, Simpson J R, Browning N D, Das Sarma S, Drew H D, Greene R L, Venkatesan T 2003 Phys. Rev. Lett. 91 077205

    [12]

    Liu C M, Fang L M, Zu X T 2009 Acta Phys. Sin. 58 936 (in Chinese) [刘春明、 方丽梅、 祖小涛 2009 58 0936]

    [13]

    Kuang A L, Liu X C, Lu Z L, Ren S K, Liu C Y, Zhang F M, Du Y W 2005 Acta Phys. Sin. 54 2934 (in Chinese) [匡安龙、 刘兴翀、 路忠林、 任尚坤、 刘存业、 张凤鸣、 都有为 2005 54 2934]

    [14]

    Santos-Pena J, Brousse T, Sanchez L, Morales J, Schleich D M 2001 J. Power Sources 97-8 232

    [15]

    Park S S, Zheng H, Mackenzie J D 1993 Mater. Lett. 17 346

    [16]

    Mazek M, Orel B 1998 Sol. En. M. 54 121

    [17]

    Vaufrey D, Ben Khalifa M, Besland M P, Sandu C, Blanchin M G, Teodorescu V, Roger J A, Tardy J 2002 Organic Light-Emitting Materials and Devices 4464 103

    [18]

    Kikuchi N, Kusano E, Kishio E, Kinbara A 2002 Vacuum 66 365

    [19]

    Wang C, Hou Y D, Wu N N, Zhu M K, Wang H, Yan H 2009 Acta Chim. Sin. 67 203 (in Chinese)[王 超、 侯育冬、 吴宁宁、 朱满康、 汪 浩、 严 辉 2009 化学学报 67 203]

    [20]

    Yan J F, Zhang Z Y, Deng Z H 2007 Journal of Huazhong University of Science and Technology (Nature Science Edition) 35 81 [闫军锋、 张志勇、 邓周虎 2007 华中科技大学学报 (自然科学版) 35 81]

    [21]

    Dawar A L, Joshi J C 1984 J. Mater. Sci. 19 1

    [22]

    Petritz R L 1956 Phys. Rev. 104 1508

    [23]

    Yan J K, Gan G Y, Chen H F, Zhang X W, Sun J L 2007 Semiconductor Technology 32 109 (in Chinese)[严继康、 甘国有、 陈海芳、 张小文、 孙加林 2007 半导体技术 32 109]

    [24]

    Gratzel M 1989 Heterogeneous photochemical electron transfer (Florida: CRC Press) 66—70

    [25]

    Terrier C, Chatelon J P, Roger J A 1997 Thin. Sol. Fi. 295 95

    [26]

    Jousse D 1985 Phys. Rev. B 31 5335

    [27]

    Shi X, Liu F M, Liu Y Y, Ding P, Zhou C C 2009 Acta Materiae Compositae Sinica 26 0113 [石 霞、 刘发民、 刘妍研、 丁 芃、 周传仓 2009 复合材料学报 26 0113]

  • [1] 张子发, 袁翔, 鹿颖申, 何丹敏, 严全河, 曹浩宇, 洪峰, 蒋最敏, 徐闰, 马忠权, 宋宏伟, 徐飞. 动态热风辅助再结晶策略改善CsPbI2Br钙钛矿在大气环境下的结晶及其光电性能.  , 2024, 73(9): 098803. doi: 10.7498/aps.73.20240153
    [2] 王桂强, 王东升, 毕佳宇, 常嘉润, 孟凡宁. 苯基硫脲调控CsPbIBr2钙钛矿结晶及其光电性能.  , 2023, 72(15): 158801. doi: 10.7498/aps.72.20230593
    [3] 刘贤哲, 张旭, 陶洪, 黄健朗, 黄江夏, 陈艺涛, 袁炜健, 姚日晖, 宁洪龙, 彭俊彪. 溶胶-凝胶法制备氧化锡基薄膜及薄膜晶体管的研究进展.  , 2020, 69(22): 228102. doi: 10.7498/aps.69.20200653
    [4] 程静云, 康朝阳, 宗海涛, 曹国华, 李明. Ag缓冲层对ZnO:Al薄膜结构与光电性能的改善.  , 2017, 66(2): 027702. doi: 10.7498/aps.66.027702
    [5] 史晓慧, 许珂敬. 溶胶-凝胶-蒸镀法制备高性能FTO薄膜.  , 2016, 65(13): 138101. doi: 10.7498/aps.65.138101
    [6] 侯清玉, 吕致远, 赵春旺. Nb高掺杂量对锐钛矿TiO2导电和光学性能影响.  , 2015, 64(1): 017201. doi: 10.7498/aps.64.017201
    [7] 黄立静, 任乃飞, 李保家, 周明. 激光辐照对热退火金属/掺氟二氧化锡透明导电薄膜光电性能的影响.  , 2015, 64(3): 034211. doi: 10.7498/aps.64.034211
    [8] 郑莹莹, 邓海涛, 万静, 李超荣. 有机-无机杂化钙钛矿自组装量子阱结构的能带调控和光电性能的研究.  , 2011, 60(6): 067306. doi: 10.7498/aps.60.067306
    [9] 钟文武, 刘发民, 蔡鲁刚, 丁芃, 柳学全, 李一. Al和Sb共掺对ZnO有序阵列薄膜的结构和光学性能的影响.  , 2011, 60(11): 118102. doi: 10.7498/aps.60.118102
    [10] 刘吉地, 王育华. Mg2+掺杂Zn2SiO4:Mn2+的溶胶-凝胶法合成及真空紫外发光特性研究.  , 2010, 59(5): 3558-3563. doi: 10.7498/aps.59.3558
    [11] 张嬛, 刘发民, 丁芃, 钟文武, 周传仓. BiFeO3纳米粉的制备、结构表征及铁磁特性.  , 2010, 59(3): 2078-2084. doi: 10.7498/aps.59.2078
    [12] 方 方, 郑时有, 周广有, 陈国荣, 孙大林. 氢致LaMg2Ni合金薄膜的光电性能变化.  , 2008, 57(6): 3813-3817. doi: 10.7498/aps.57.3813
    [13] 刘燕燕, E. Bauer-Grosse, 张庆瑜. 微波等离子体化学气相沉积合成掺氮金刚石薄膜的缺陷和结构特征及其生长行为.  , 2007, 56(4): 2359-2368. doi: 10.7498/aps.56.2359
    [14] 方 洪, 孙 慧, 朱 骏, 毛翔宇, 陈小兵. 溶胶-凝胶法制备Sr2Bi4Ti5O18薄膜及其铁电性能研究.  , 2006, 55(6): 3086-3090. doi: 10.7498/aps.55.3086
    [15] 杜丕一, 隋 帅, 翁文剑, 韩高荣, 汪建勋. Mg掺杂PST薄膜的溶胶-凝胶法制备及晶相形成研究.  , 2005, 54(11): 5411-5416. doi: 10.7498/aps.54.5411
    [16] 胡林华, 戴松元, 王孔嘉. 纳米TiO2多孔膜的微结构对染料敏化纳米薄膜太阳电池性能的影响.  , 2005, 54(4): 1914-1918. doi: 10.7498/aps.54.1914
    [17] 贾建峰, 黄 凯, 潘清涛, 贺德衍. 溶胶-凝胶法制备(Ba0.7Sr0.3)TiO3/LaNiO3异质薄膜及其结构和介电性质研究.  , 2005, 54(9): 4406-4410. doi: 10.7498/aps.54.4406
    [18] 王 强, 沈明荣, 侯 芳, 甘肇强. 烘烤温度对溶胶-凝胶法制备镧掺杂钛酸铋薄膜结构与铁电性质的影响.  , 2004, 53(7): 2373-2377. doi: 10.7498/aps.53.2373
    [19] 徐金宝, 郑毓峰, 李 锦, 孙言飞, 吴 荣. 丝网印刷FeS2(pyrite)薄膜的结构及光电性能.  , 2004, 53(9): 3229-3233. doi: 10.7498/aps.53.3229
    [20] 杨合情, 王喧, 张邦劳, 李永放, 张良莹, 姚熹. 溶胶-凝胶法制备的GeO2-SiO2凝胶玻璃的红光发射.  , 2002, 51(1): 178-182. doi: 10.7498/aps.51.178
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出版历程
  • 收稿日期:  2010-05-27
  • 修回日期:  2010-06-25
  • 刊出日期:  2011-03-15

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