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AgSnO2作为电接触材料,电寿命低于AgCdO材料,为了提高AgSnO2材料的导电性,对SnO2材料进行掺杂研究。利用第一性原理,通过原子替代的方法,分别用Y、W元素单掺SnO2以及共掺的形式,将SnO2中的Sn元素以16.7%的比例进行原子替换,计算掺杂后SnO2的晶格参数、能带结构、态密度和电荷布居。结果表明:掺杂后的SnO2晶胞,体积增大。通过能带和态密度分析得出,单掺与共掺之后的材料导带底部和价带顶部均向费米能级靠近,共掺之后Y的4d轨道使导带宽度变窄,Y的4d轨道和W的5d轨道同时作用,形成杂质能级,帮助电子跃迁,导电性增强。共掺后原子的成键方式改变,新生成Y-O键和W-O键。共掺后的材料比单掺更能增加SnO2的导电性,为之后AgSnO2触头材料的研究提供了理论依据。 相似文献
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AgSnO2作为电接触材料成功替代AgCdO材料,但是使用过程中析出的SnO2是宽禁带半导体,在导电性方面同AgCdO材料相比较差,因此决定通过掺杂W元素来提升SnO2材料的导电性。依据第一性原理,利用Material Studio软件中的CASTEP模块对SnO2晶体进行不同浓度比(50%,25%,16.7%,12.5%,8.35%,6.25%,5%)的W元素掺杂,并计算其结构参数、焓变、能带结构、态密度、电荷布局等特性。分析得出,任意掺杂后的SnO2结构较未掺杂前焓变绝对值增大,新生成O-W键与O-Sn键键长相差不大,掺杂后可以生成稳定结构;由于W元素的掺杂,其特有的d轨道不仅能提供更多能量,同时与O的耦合作用使能带间隙减小,当掺杂比为6.25%时其间隙可减小到0.008 eV,能带图中导带底与价带顶近似重合;掺杂后总电荷量增加,载流子浓度提升;通过计算确定在掺杂比为6.25%时材料的导电性最好,电导率较未掺杂前有大幅度提升。计算结果为后续研究提供了理论基础。 相似文献
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