Синтез и свойства нанодисперсного полупроводникового оксида индия, легированного оловом

• Автор: Сачков, Виктор Иванович
• Шифр специальности: 05.17.02, 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 138 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение.

Способы получения и свойства оксида индия III, легированного

оловом.

Применение индия и его соединений

Способы синтеза пол и кристаллического оксида индия,

легированного оловом.

Влияние способов и условий синтеза поликристаллического оксида индия, легированного оловом, на его физикохимические
свойства.

Структура оксида индия, легированного оловом.

Фазовый состав индийоловооксидных материалов.

Дисперсный состав поликристаллических 1ТО материалов.
Электрофизические и оптические свойства индийоловооксидных
материалов.
Выводы.
Методы получения и исследования веществ
Характеристики исходных веществ и способы получения
продуктов для твердофазного синтеза
Получение хлорида индия 1пС1з
Получение нитрата индия 1пЖзз.
Получение нитрата олова
Хлорид олова 8пС.
Зольгель метод получения оксида индия, легированного оловом Приготовление смешанных кристаллов для термолизного способа
получения оксида индия, легированного оловом.
Способы анализа веществ
Рентгеновский дифракционный метод анализа
Термогравимстрический анализ.
2.2.3 ИКспектрометрический метод анализа.
2.2.4 Потенциометрическое определение ионов Юз СГ и
2.2.5 Растровая электронная микроскопия.
2.2.6 Хроматографический метод определения удельной поверхности
поликристаллического оксида индия, легированного оловом
2.2.7 Определение концентрации носителей заряда оптическим
методом.
2.2.8 Метод рентгеновской фотоэлектронной и ОЖЭспектроскопии.
2.2.9 Методика определения пределов образования твердых растворов
замещения, обладающих полупроводниковыми свойствами
3 Процессы фазо и структурообразования дисперсного оксида индия III, легированного оловом, полученного зольгель
методом.
3.1 Принципиальные схемы синтеза 1ТО материалов.
3.2 Гелсобразование в системе 1п8п0.
3.3 Фазо и структурообразование в системе 1п8п0
3.4 Дисперсность и морфология материала.
Выводы
4 Расчет термодинамических параметров в системе 1п8п0.
4.1 Термодинамика нуклеации.
4.2 Квантовомеханическая оценка удельной теплоемкости
нанодисперсных тел
4.3 Термодинамическая оценка образования химических соединений
в системе 1п8п0.
Выводы
5 Электронные и оптические свойства оксида индия III,
легированного оловом
5.1 Электронные свойства материала
5.2 Спектральные свойства
6 Рекомендации по получению и применению материалов на
основе нанодисперсного оксида индия, легированного
оловом.
6.1 Рекомендуемые технологические схемы и режимы.
6.2 Изготовление красок
6.3 Газовые сенсоры
6.4 Перспективные области применения полупроводникового
нанодисперсного оксида индия, легированного оловом.
Заключение.
Литература


Цель работы - изучение физико-химических процессов формирования дисперсного оксида индия, легированного оловом, и установление взаимосвязи его электронных и оптических свойств с технологическими условиями синтеза. ИК диапазона. Научная новизна работы. Впервые установлено проявление наноструктурных эффектов в поли-кристаплическом нанодисперсном оксиде индия, легированном оловом. Выявлены особенности формирования 1ТО материала на стадии геле-образования в зависимости от содержания олова, приводящие к немонотонному изменению ряда физико-химических свойств 1ТО материалов (среднего размера кристаллитов, концентрации свободных носителей заряда, межплоскостных расстояний кристаллической решетки и др. Проведена термодинамическая оценка процесса нуклеации при со-осаждении гидроксидов индия и олова и образования ряда химических соединений в системе Ы-Бп-О. Выявлено образование фаз твердых растворов замещения ([5п]<(0,±0,) ат. ЭпОг ([8п]>4±2 ат. Найдена зависимость между спектральными, электронными свойствами нанодисперсного оксида индия, легированного оловом и его структурой, фазовым составом, условиями получения. Научная и практическая значимость работы. Результаты проведенных исследований вносят существенный вклад в понимание механизма процессов, протекающих на различных стадиях синтеза дисперсного 1ТО материала, и могут быть полезны при решении ряда задач, развиваемой в настоящее время науки - нанохимии. ТО материалов в дисперсном состоянии и технологическими условиями их синтеза;. ТО материалов для изго-товления красок и газовых сенсоров и рассмотрены перспективные области использования этих материалов в целях фотокаталитического разделения изотопов. Личный вклад автора в работы, выполненные в соавторстве и включенные в диссертацию, состоял в общей постановке задач, активном участии в проведении экспериментальных исследований, анализе и интерпретации полученных данных, написании статей. Апробации работы. Международной науч. Международной науч. Всероссийских науч. VII Российской науч. Физика твердого тела» (Томск, ); Международном науч. Российской научно-практической конф. В.В. Международной науч. Международной научно-технической конф. Международной научно-технической школе-конф. Российской молодежной научно-практической конф. Международной конф. Международной конф. I Всероссийской науч. Перспективы развития фундаментальных наук» (Томск ). Публикации. По материалам диссертации опубликована работа, в том числе 7 статей в реферируемых журналах. Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения, списка цитируемой литературы. Материал работы изложен на 0 страницах, включая таблиц, содержит рисунков и список литературы из 1 наименования. Во введении дается обоснование актуальности работы, мотивируется выбор объектов исследования, приводится цель работы, задачи исследований, указывается научная новизна и практическая значимость полученных результатов, формулируются основные положения, выносимые на защиту. В первой главе приведен обзор литературы, в котором рассмотрены имеющиеся сведения по способам получения и свойствам дисперсных, пленочных и керамических 1ТО материалов, а также поставлены задачи исследовании. Во второй главе содержится описание методов синтеза 1ТО материалов и использованных методик определения их свойств. В третьей главе представлены результаты исследований физикохимических свойств поликристаллического оксида индия, легированного, оловом, в зависимости от концентрации легирующей примеси, природы исходных индий- и олово- содержащих реагентов и условий их синтеза. В четвертой главе изложены полученные данные теоретических расчетов нуклеации в системе 1п-8п-ОН, а также сделаны квантовомеханические оценки удельной теплоемкости нанодисперсного оксида индия, рассчитана термодинамика образования химических соединений в системе 1п-8п-0. Питан глава включает результаты исследования электронных и спектральных свойств синтезируемого материала в зависимости от условий его получения, а также их анализ. В шестой главе даны рекомендации по практическому использованию полученных результатов и представлены перспективные области применения наноразмерного оксида индия, легированного оловом.