锡掺杂量对In2O3粉体光学性能和形貌的影响

吕宝华，李玉珍，黄 健，任晓娟

（运城学院1.应用化学系；2.机电公共实验中心，运城044000）

0 引 言

In2O3为透明导电氧化物材料，具有独特的光学和电学性能，在平面显示器、透明薄膜晶体管和薄膜太阳能电池等方面具有广泛的应用［1-2］。锡元素的掺杂能进一步改善In2O3的性能［3-6］，这是因为Sn4＋的半径（0.07nm）与In3＋的（0.08nm）十分接近，易于取代铟的位置进入In2O3晶格中；当Sn4＋取代In3＋后，会使晶体产生氧间隙或铟空位，从而改变In2O3的光学和电学性能。目前，制备锡掺杂In2O3的方法很多，如磁控溅射沉积法［7］、溶剂热法［8］、热蒸发法［9］和化学共沉淀法［10］等，但这些方法存在操作要求高和设备昂贵等缺点。固相反应法具有工艺过程比较简单等优势，尤其在制备粉体材料时易于控制。因此，作者采用固相反应法合成了不同锡掺杂量的（In1-xSnx）2O3粉体，并对它们的光学性能和形貌进行了研究。

1 试样制备与试验方法

以In2O3粉（分析纯）和SnO2粉（分析纯）为原料，将它们按一定质量比混合后研磨1h，然后将混合粉置于瓷坩埚中，并一起置于马弗炉中进行预烧，预烧温度为300℃，预烧时间为30min；然后再在800℃进行恒温烧结，烧结时间为6h，烧结结束后随炉冷却即制得了（In1-xSnx）2O3粉体（x＝0，0.01，0.02，0.05）。

采用inVia型显微共焦拉曼光谱仪测粉体的拉曼光谱，采用二极管激光器，波长为785nm；采用S-4800型场发射扫描电子显微镜（SEM）观察粉体的微观形貌，加速电压为20kV；采用Cary5000型紫外-可见-近红外光谱分析仪测粉体的紫外-可见光吸收谱，测试波长范围为200～800nm；采用TENSOR27型傅立叶红外光谱仪测粉体的红外光谱，分辨率为0.9cm-1；采用Y-2000型X射线衍射仪（XRD）表征粉体的晶体结构，扫描角度为25°～80°，扫描速度为0.04（°）·s-1。……