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高度多孔SnO?和SnO?-Pd薄膜的定制化制备

DOI：10.1016/j.matchemphys.2018.11.022 期刊：Materials Chemistry and Physics 出版年份：2018 更新时间：2025-09-10 09:29:36
摘要： 氧化锡是一种因多种技术应用而备受关注的材料。影响其性能的主要参数包括形貌、晶体结构和化学计量比。为调控这些参数，研究人员致力于开发符合技术应用需求的纳米结构薄膜。本文报道了高孔隙率SnO?及钯掺杂SnO?薄膜的制备与表征。这些薄膜以几何形态可控的纳米棒形式沉积，通过磁控溅射辅助掠角沉积（GLAD）技术实现了该形貌——该工艺可制备倾斜柱状体、锯齿结构、垂直立柱、螺旋柱及"灌木丛"状结构。经计算，所列薄膜中倾斜柱状体具有最大比表面积。随后我们系统沉积并深入研究了多组倾斜柱状体，重点探讨了薄膜沉积过程中基底退火处理与钯掺杂对其形貌、晶体结构和化学计量比的影响。采用扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、X射线光电子能谱（XPS）和同步辐射光电子能谱（SRPES）对氧化锡薄膜进行表征。磁控溅射辅助掠角沉积技术使我们能制备多种SnO?纳米结构，而沉积过程中的基底退火会影响薄膜结晶度。此外发现钯掺杂SnO?薄膜会形成合金相。这些研究成果可应用于气体传感、催化、光学及电子器件等多个领域。
作者： Mykhailo Chundak，Ivan Khalakhan，Peter Kú?，Tomá? Duchoň，Valérie Potin，Arnaud Cacucci，Nataliya Tsud，Vladimír Matolín，Kate?ina Veltruská
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

采用磁控溅射辅助的GLAD技术制备高孔隙率及形态可控的氧化锡薄膜，并探究基底退火与掺杂对薄膜晶体结构、化学状态及形貌的影响。

研究成果

采用GLAD技术沉积了具有可变几何结构的高孔隙率SnO2和Pd-SnO2薄膜。沉积过程中的退火处理使薄膜保持了高结晶度，同时维持了高比表面积。XPS、SRPES和TEM测试表明Sn4+是主要氧化态。对于掺杂Pd的SnO2，XPS和TEM证实形成了Sn-Pd合金。

研究不足

实验的技术和应用限制包括选区电子衍射（SAED）的分辨率局限，以及氧化锡对钯的包覆影响表面灵敏光电子能谱（SRPES）测量。

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