二氧化錫性質(zhì)
二氧化錫粉體呈白色,無臭,無毒,無味;
密度為5.67g/cm3,熔點為1630℃;
當溫度超過1500℃,會分解成(氧化亞錫)SnO和O2;
難溶于水、醇、稀酸和堿液;
緩溶于熱濃強堿溶液并分解,與強堿共熔可生成錫酸鹽;
能溶于濃硫酸或濃鹽酸。
二氧化錫薄膜制備工藝和薄膜特性
二氧化錫(SnO2)的薄膜制備工藝主要包括噴涂熱解工藝、濺射工藝、蒸發(fā)工藝、化學氣相沉積工藝等。
SnO2薄膜的特性:
1.純SnO2薄膜:在通常條件下制備的SnO2為多晶材料。依不同工藝及不同工藝條件晶粒尺寸可以沖20nm到70nm,SnO2薄膜的擇優(yōu)位相強烈地依賴于淀積過程中襯底的溫度和氧的含量。若SnO2薄膜在低溫淀積時,主要顯示的晶面為(111)和(301)。溫度升高時又增加(110)、(101)、(200)、(211)及(310)等晶面。晶粒尺寸及電導率也明顯隨溫度的升高而增大。
2.摻氟SnO2薄膜(SnO2:F)
SnO2:F薄膜為多晶結構,粒晶尺寸大約在40nm左右,保持非摻雜SnO2薄膜的金紅石結構。摻氟通常不引起晶格常數(shù)的變化。SnO2:F與非摻雜的SnO2一樣表現(xiàn)出強烈的(200)晶面的擇優(yōu)。
在摻氟SnO2工藝中,氟源多用NH4或HF。
3.摻銻SnO2薄膜(SnO2:Sb)
SnO2:Sb薄膜一般具有較大的晶粒(約60mm),但摻銻不引起晶格常數(shù)變化。在SnO2:Sb晶體中Sb通常以替位原子的形式代替Sn的位置。摻Sb可以影響SnO2的擇優(yōu)。
4.摻磷的SnO2薄膜(SnO2:P)
在合適的摻雜濃度下,SnO2:P薄膜為多晶的簡并半導體。主要顯示的品面是(110)、(101)、(200)、(211)。在SnO2:P中,磷通常在SnO2晶格中作為五價的施主原子。
5.摻其它雜質(zhì)的SnO2薄膜
例如:摻銦的SnO2薄膜(SnO2:In),摻鈦的SnO2薄膜(SnO2:Ti),摻碲的SnO2薄膜(SnO2:Te),摻鎢的SnO2薄膜(SnO2:W)等。
二氧化錫應用方向
1.納米二氧化錫(SnO2)因晶粒尺寸小、比表面積大、表面反應活性高、吸附氣體能力強占氣體反應快等特征,在氣體傳感器方面具有重要的應用價值,主要用于檢測易燃、易爆及有毒、有害氣體。
2.納米SnO2光催化劑粒子尺寸小、比表面積大、成本低、無毒、電荷遷移率高,在紫外光照下可高效的降解多數(shù)有機染料,已成為多數(shù)研究者熱衷的候選材料。
3.SnO2透明導電薄膜是一種重要的光電信息材料,本征SnO2薄膜導電性很差,得到廣泛應用的是摻雜的SnO2薄膜。
4.錫氧化物由于較高的比容量、較低的嵌鋰電位和低成本等特點,被作為鋰離子電池最好的負極材料之一,得到了廣泛的應用,而通過在錫氧化物中摻雜金屬或非金屬氧化物可以提升其結構的穩(wěn)定性。