Ce、Al共掺杂对纳米ZnO结构和导电性能的影响

摘要

采用简易的一步水热法制备Ce、Al共掺氧化锌导电粉体。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外—可见吸收光谱(UV-Vis)、激光粒度分布仪、电阻仪和第一性原理(DFT)等对材料的结构和性能进行了表征与分析。实验结果表明：当Ce的掺杂量为0.4%、Al的掺杂量为1.5%时，样品呈现棒状结构，样品的粒径D50。禁带宽度和电阻率达到最小值，分别为1.176μm、3.085 eV和13.67Ω·m。基于DFT和UV-Vis结果可知Ce和Al的掺杂降低了禁带宽度，增加了自由载流子浓度，较小的粒径可提供更多的活性位点，更有利于自由载流子的传输。

关键词

水热法 / 无表面活性剂 / Al、Ce共掺 / 纳米ZnO / 电阻率

基金资助

江西省重大自然科学基金(20232ACB204017); 江西省教育厅科学技术研究项目(GJJ2201048); 景德镇市科技厅项目(20212GYZD009-18,20224GY008-16); 景德镇市科技计划项目(20234-016649); 开放课题“硅材料国家重点实验室”项目(SKL2021-04)