Electronic Transport in Tin(IV) Oxide Nanocrystalline Films: Two-Medium Transport with Three-Dimensional Variable-Range Hopping Mechanism for the Ultrasmall Nanocrystallite Size Regime
Notice bibliographique
Résumé
Homogeneous, nanocrystalline films of tin(IV) oxide with controllable crystalline grains in the ultrasmall size range of 4–12 nm have been prepared by using a simple method of spin-coating followed by annealing in oxygen at different postannealing temperatures ( T anneal ). These nanocrystalline films all exhibit a high optical transparency of 90–100% in the visible region with a band gap of 3.71 ± 0.05–3.87 ± 0.05 eV compared to 3.6 eV for bulk SnO 2, indicating a high carrier density for all the TO films. The films obtained with T anneal ≥ 350 °C, marking the onset of crystallization, are found to be conductive. The ac resistivity is measured as a function of temperature between 50 and 280 K for all the conductive films, and two distinct behaviors are observed between 50 and 90 K (LT) and 120–280 K (HT). The presence of two different media, i.e., the crystalline grains and the charge-depletion layer, can explain the observed resistivity behavior. The excellent fit of a parallel resistor model to the resistivity data for samples obtained with T anneal = 350–700 °C further validates the presence of the two media, revealing energy barrier heights of 48.0 ± 0.4–60.5 ± 0.4 meV for transport across the grain boundaries. The resistivity behavior in each medium is best described by the three-dimensional variable-range hopping (3D-VRH) model, given its excellent fit to the experimental data. On the basis of the resistivity results as analyzed within this model, we conclude that increasing T anneal leads to a reduction in the carrier density as defect density decreases. The 3D-VRH fits to the resistivity in the LT region further reveal that above the onset of exponential growth at T anneal = 500 °C, a remarkable improvement in the charge transport occurs likely due to the observed enhanced crystallinity. Postannealing at different temperatures, therefore, has a direct effect on the extent of crystallization in the amorphous matrix and the size of the resulting nanocrystallites, both of which affect the defect density and transport channels, and can therefore be used to provide fine control on the resistivity of the nanocrystalline SnO 2 film.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».