engleski

Structural properties of nanocrystalline Sb-dopped SnO2

SnO2 (kasiterit) je poluvodič s energijskim procijepom Eg=3.97 eV i transmisijskim rubom na 333 nm [1]. Dopiran s F, Sb ili Mo postaje vodič, dok mu optička svojstva ostaju neizmijenjena. Zbog ovih osobina SnO2 ima široku optoelektroničku primjenu, kao npr. u solarnim ćelijama i elektroluminiscentnim uređajima. U slučaju dopiranja SnO2 antimonom specifični električni otpor opada za male koncentracije dopanda, a raste za velike koncentracije dopanda [2]. Mehanizam ovog fenomena još nije razjašnjen. Svrha ovog rada je istraživanje utjecaja dopanda Sb na strukturu SnO2. Uzorci SnO2 dopirani s 0, 3.1, 6.2, 11.9 i 14.0 at% Sb priređeni su hidrotermalnim postupkom i ispitani pomoću rentgenske difrakcije na prahu. Difrakcijske linije su bile proširene, a proširenje je imalo anizotropni karakter. Pokazalo se da proširenje linija i anizotropija proširenja ovise o koncentraciji dopanda Sb. Svi su uzorci imali tetragonsku strukturu (prostorna grupa P42/mnm) tipa rutila (TiO2) [3]. Parametri jedinične ćelije određeni su pomoću metoda fitinga [4]. Ustanovljeno je da dopiranje antimonom uzrokuje povećanje parametara jedinične ćelije. Za polazni uzorak SnO2, te za uzorke dopirane s 6.2 i 11.9 at% Sb određena je kristalna struktura pomoću Rietveldove metode [5]. Kristalna struktura ukazuje na to da se pri dopiranju antimonom ioni Sb3+ i Sb5+ ugrađuju supstitucijski na mjesto iona Sn4+ strukture SnO2 s manjkom kisika, pri čemu je Sb3+ dominantan u ispitanim uzorcima. Uzorci su također istraženi pomoću 119Sn- i 121Sb-Mössbauer spektoskopije. Mössbauer spektroskopija je potvrdila rezultate difrakcijskih ispitivanja.

SnO2; dopping; XRD

nije evidentirano