EXAFS investigation on Sb incorporation effects to electrical transport in SnO2SnO_2 thin films deposited by sol-gel

The effect of Sb doping in SnO2 thin films prepared by the sol-gel dip-coating (SGDC) process is investigated. Electronic and structural properties are evaluated through synchrotron radiation measurements by EXAFS and XANES. These data indicate that antimony is in the oxidation state W, and replaces tin atoms (Sn4+), at a grain surface site. Although the substitution yields net free carrier concentration, the electrical conductivity is increased only slightly, because it is reduced by the high grain boundary scattering. The overall picture leads to a shortening of the grain boundary potential, where oxygen vacancies compensate for oxygen adsorbed species, decreasing the trapped charge at grain boundary. (c) 2007 Elsevier Ltd. All rights reserved

Determinação de diagramas de bandas de energia e da borda de absorção em SnO2, depositado via sol-gel, sobre quartzo

Propriedades ópticas e estruturais de filmes finos de SnO2, depositados sobre substratos de quartzo, são apresentadas. Os filmes são preparados pela técnica de molhamento via sol-gel. Uma avaliação das propriedades eletrônicas do cristal (bulk) e das superfícies (110) e (101) do material é também efetuada, através de cálculos baseados em um método mecânico-quântico que utiliza a Teoria do Funcional da Densidade (DFT) em conjunto com o funcional hibrido B3LYP. A borda fundamental de absorção, obtida experimentalmente, é então comparada com os diagramas de bandas de energia do bulk e superfícies (110) e (101), calculadas.Optical and structural properties of SnO2 thin films, deposited on quartz substrates, are presented. Films are prepared by the sol-gel-dip-coating technique. An evaluation of the electronic properties of bulk and surfaces (110) and (101) of the material is also carried out, through calculation based on a quantum-mechanical method using the Density Functional Theory (DFT) in conjunction with the hybrid functional B3LYP. The absorption fundamental edge, experimentally obtained, is compared to the calculated band energy diagram of bulk and surfaces (110) and (101).Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq

Dipole relaxation current in n-type AlxGa1-xAs

We report for the first time the thermally stimulated depolarization current (TSDC) spectrum for a direct band-gap AlGaAs sample, where the presence of DX centers is clearly observed by photoconductivity measurements. A TSDC band is obtained, revealing the presence of dipoles, which could be attributed to DX--d+ pairs as indeed predicted by O'Reilly [Appl. Phys. Lett. 55, 1409 (1989)]. The data are fitted by relaxation time distribution approach yielding an average activation energy of 0.108 eV. This is the most striking feature of our data, since this energy has approximately the same value of the DX center binding energy

Resistividade do filme depositado via sol-gel e estado de oxidação do dopante Ce na matriz SnO2

Incorporação de Ce3+ ou Ce4+ em filmes finos de SnO2 depositados via sol-gel-dip-coating aumenta drasticamente a resistividade elétrica. No primeiro caso, temos comportamento aceitador do dopante, levando a matriz à alta compensação de carga. Por outro lado, para Ce4+, verifica-se aumento na largura da região de depleção do contorno de grão, resultando em maior espalhamento de elétrons. Medidas de caracterização elétrica sob pressão ambiente levam à barreiras de potencial mais altas do que as medidas sob vácuo, devido a adsorção de oxigênio na superfície das partículas. A presença de Ce3+ aumenta a transmitância no infravermelho, o que significa menor quantidade de elétrons livres. Dados de XANES confirmam que o tratamento térmico a 550 ºC dos filmes, ainda que promova oxidação parcial para Ce4+, preserva uma quantidade significativa (em torno de 60%) no estado Ce3+. Espectroscopia Raman mostra a evolução dos modos de vibração intra-grãos de SnO2 com o aumento da temperatura de tratamento térmico.Incorporation of Ce3+ or Ce4+ in sol-gel dip-coating SnO2 thin films increases drastically its electrical resistivity. In the first case, it is due the acceptor-like nature of the doping ion, leading the matrix to high charge compensation. on the other hand, for Ce4+ doped samples, it is verified a broadening of the grain boundary depletion layer. Measurements under room pressure leads to higher intergrain potential barriers when compared to measurements carried out under vacuum conditions, due to oxygen adsorption at particles surface. The presence of Ce3+ increases the infrared transmittance, which means a lower free electron concentration. XANES data confirms that the thermal annealing at 550 ºC of thin films, although promotes oxidation to Ce4+, still keeps a significantly amount (about 60%) of ions in the oxidation state Ce3+. Raman spectroscopy data show the evolution of the SnO2 bulk vibration modes with increasing thermal annealing temperature.Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES