【摘 要】
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采用真空热蒸发法在玻璃衬底制备纳米Sn薄膜，在空气或氧气气氛下对薄膜进行氧化、热处理，获得性能良好的SnO2纳米多晶薄膜。采用同样方法制备稀土金属镝(钕、镧)掺杂纳米SnO2薄膜。经X射线衍射仪、场发射扫描电子显微镜、分光光度计等方法对薄膜进行各种性能测试，研究不同制备工艺、稀土掺杂含量、及热处理温度和时间对SnO2薄膜的结构特性、晶粒尺寸、表面形貌、电学、光学、气敏特性影响。实验给出：以高纯Sn
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采用真空热蒸发法在玻璃衬底制备纳米Sn薄膜，在空气或氧气气氛下对薄膜进行氧化、热处理，获得性能良好的SnO2纳米多晶薄膜。采用同样方法制备稀土金属镝(钕、镧)掺杂纳米SnO2薄膜。经X射线衍射仪、场发射扫描电子显微镜、分光光度计等方法对薄膜进行各种性能测试，研究不同制备工艺、稀土掺杂含量、及热处理温度和时间对SnO2薄膜的结构特性、晶粒尺寸、表面形貌、电学、光学、气敏特性影响。
实验给出：以高纯Sn粉蒸发制备的薄膜，经T=550℃，t=45min氧化、热处理后，可获得性能良好的SnO2多晶薄膜。薄膜沿(110)晶向择优生长，平均晶粒尺寸约47.43nm。在相同氧化、热处理条件下(T=550℃，t=25min)，掺钕含量为7at％时，可获得表面和结构良好的SnO2薄膜，平均晶粒尺寸约34.55nm；而掺镝含量为9at％时，薄膜则沿(101)晶向择优生长，平均晶粒尺寸约65.07nm；当掺镧含量为7at％时，获得的薄膜则沿(110)晶向择优生长，平均晶粒尺寸约42.83nm。所有制备的SnO2薄膜均呈N型，电阻很高。场发射扫描电镜分析给出，SnO2多晶薄膜表面均呈颗粒孔状结构，表面较均匀平整，颗粒大小较均匀约在0.3-0.8μm，随热处理温度升高，颗粒聚集程度增强。
经稀土镝(钕、镧)掺杂后，SnO2薄膜的光透射率(入射波长300-900nm内)均有不同程度的降低。纯SnO2薄膜的光学带隙宽度3.07ev，随掺钕、镝、镧含量增加，薄膜的光学带隙呈递减趋势，光学带隙在2.62-3.07ev范围内。实验给出：掺镝(3at％)可使SnO2薄膜对丙酮的灵敏度提高达到42；掺镧(5at％)可明显提高SnO2薄膜对氧气、乙醇的灵敏度；掺钕(5at％)同样可改善SnO2薄膜对丙酮的灵敏度。
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