一步法低溫沉積SnO2

劉曉軍 賀蘊(yùn)秋（同濟(jì)大學(xué)，上海 201800）

一步法低溫沉積SnO2

劉曉軍 賀蘊(yùn)秋（同濟(jì)大學(xué)，上海 201800）

SnO2是n型寬帶隙半導(dǎo)體，禁帶寬度約為3.5～4eV，在可見光及近紅外光區(qū)透射率約為80%，折射率約為2，消光系數(shù)趨近零。SnO2的載流子主要來(lái)自晶體中存在的缺陷，本征態(tài)SnO2主要是氧空位或間隙錫離子引入施主能級(jí)提供導(dǎo)電電子。為了提高二氧化錫的導(dǎo)電性，通常摻雜一些元素，F(xiàn)摻雜在SnO2禁帶中引入施主能級(jí)，提供導(dǎo)電電子。本文采用陽(yáng)極氧化沉積方法低溫一步法沉積出SnO2。

電化學(xué)法SnO2陽(yáng)極氧化低溫沉積XRD

1 實(shí)驗(yàn)

（1）配置SnCl2·2H2O濃度為25 mmol?L-1，HNO3濃度為50 mmol?L-1，NaNO3濃度為100mmol?L-1的水溶液。在室溫下沉積1小時(shí)，沉積電位從+1.8V到4V逐漸增大，沉積結(jié)束后用乙醇沖洗薄膜，并在100度下烘干樣品后保存，沉積過程中需要控制溫度和反應(yīng)時(shí)間。

（2）樣品處理：將沉積好的樣品用去離子水沖洗干凈，后在100度下烘干保存。

溶液中可能的反應(yīng)如下,為了制備不不同形貌的SnO2，電壓選擇上大于1.8V來(lái)沉積,溶液中可能的反應(yīng)如下：

具體原理圖如圖1。

圖1是1.8V下沉積1小時(shí)制備的SnO2薄膜的XPS圖譜，可以看出Sn的峰型對(duì)稱性良好，且3d5/2軌道的電子結(jié)合能均在486.81（+0.2）eV處，雙峰分離能均為8.4eV，因此可以斷定薄膜中Sn離子均為+4價(jià)。經(jīng)計(jì)算薄膜中晶格氧占總含氧量的比例以及Sn與O原子比為0.6，原因是薄膜較薄，襯底為ITO，In2O3中的氧也有可能計(jì)算在內(nèi)而導(dǎo)致，因此可以確定沉積得到的薄膜成分為SnO2。

[1]S-L Chou,J-Z Wang,H-K Liu,and S-X Dou,'Sno 2 Me?so-Scale Tubes:One-Step,Room Temperature Electrodeposition Synthesis and Kinetic Investigation for Lithium Storage',Electro?chemistry Communications,11(2009),242-46.

[2]E Leite,I Weber,E Longo,and J A Varela,'A New Method to Control Particle Size and Particle Size Distribution of SnO2Nanoparticles for Gas Sensor Applications',Advanced Materials, 12(2000),965-68.

[3]B C Brodie,'On the Atomic Weight of Graphite',Philosoph?ical Transactions of the Royal Society of London,149(1859),249-59.

XPS元素分析

圖1 +1.8V下沉積1小時(shí)薄膜的XPS圖譜

劉曉軍（1992-），男，漢族，山西運(yùn)城，碩士研究生，研究方向：薄膜太陽(yáng)能電池

賀蘊(yùn)秋(1952-),女，漢族，浙江鎮(zhèn)海人，教授，研究方向：無(wú)機(jī)非金屬材料的結(jié)構(gòu)和表面處理、無(wú)機(jī)敏感材料和光催化材料及其納米結(jié)構(gòu)的研究