锑掺杂量对ATO纳米颗粒结构及其导电性能的影响

杨保平^1,2，钟小华^1,2，张晓亮¹，崔锦峰²，贾均红¹，易戈文¹

1. 中国科学院兰州化学物理研究所固体润滑国家重点实验室2. 兰州理工大学石油化工学院

摘 要：以SnCl4.5H2O和SbCl3为主要原料,采用sol-gel法制备了锑掺杂二氧化锡（ATO）纳米粉体。分别利用FESEM、XRD、FT-IR、XPS及四探针电阻仪对粉体形貌、晶体结构、元素组成和粉末电阻进行表征,考察Sb掺杂量对ATO粒子晶体结构、晶粒尺寸和导电性能的影响。结果表明所制备的ATO为（110）面择优取向的四方相锡石结构的纳米颗粒,当Sb掺杂量为15%（摩尔分数）时,ATO具有最小的粉末电阻率（12.85Ω.cm）。当Sb掺杂量≤28%时可得到完全掺杂的ATO,ATO的导电性与其中的Sb5+离子浓度有关,而且Sb含量在28%以下可能存在一个阈值,有利于固溶在SnO2晶格中的Sb形成Sb5+,使载流子浓度达到最大,因而表现出最佳的导电性能。

关键词：ATO纳米颗粒;Sb掺杂量;sol-gel法;XPS;电阻率;