Oberflächenanalytische Untersuchungen von Segregationseffekten an dotierten oxidischen Feinstpulvern und Einkristallen

• Main Author: Dobler, Dorota
• Other Authors: Technische Universität Dresden, Mathematik und Naturwissenschaften, Chemie, Institut für Festkörper- und Werkstofforschung
• Format: Doctoral Thesis
• Language: deu
• Published: Saechsische Landesbibliothek- Staats- und Universitaetsbibliothek Dresden 2002
• Subjects: Dotierung; Segregation; XPS; Zinnoxid; Tinoxide; doping; segregation; ddc:30; rvk:VE 9507; Einkristall; Gassensor; Pulver; Röntgen-Photoelektronenspektroskopie; Zinndioxid
• Online Access: http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:swb:14-1038319028812-22506; http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:swb:14-1038319028812-22506; http://www.qucosa.de/fileadmin/data/qucosa/documents/999/1038319028812-2250.pdf

Reine und dotierte SnO2 Feinstpulver und Einkristalle wurden mit verschiedenen Methoden hergestellt. Die Abhängigkeit der Eigenschaften von der Dotierungsart und der Dotierungskonzentration wurde untersucht. Die Dotierung mit fünfwertigen Elementen (Sb, Nb) führt zur Erniedrigung des spezifischen elektrischen Widerstandes und die Dotierung mit dreiwertigen Elementen (z.B. In) zu seiner Erhöhung. An den dotierten Materialien kann mittels XPS eine Segregationsschicht nachgewiesen werden. Der Umfang dieser Schicht ist abhängig sowohl von dem Dotierungselement, als auch von den Herstellungsbedingungen (z.B. Temperatur und Temperungszeit). Für die Pulver wird, im Gegensatz zu den Einkristallen, kein thermodynamisches Gleichgewicht für Segregationsprozess im untersuchten Zeitfenster gefunden. In der vorliegenden Arbeit wird ein Model vorgestellt, dass es erlaubt, die Dicke der Segregationsschicht, als auch der verbleibenden Volumenkonzentration der Dotierungselement im SnO2 Kristallit zu berechnen. Die Volumenkonzentration beträgt in Abhängigkeit von der Dotierungsart und Temperatur bis zu 70% der gesamten Dotierungskonzentration. Die sich ausbildende Segregationsschicht erreicht einen Bedeckungsgrad von bis zu einer Monolage. Die Aktivierungsenergie der Diffusion, sowie die freie Enthalpie des Segregationsprozesses können für die hier untersuchten Dotierungselemente in SnO2 bestimmt werden.