Etude théorique des propriétés structurales et électroniques da la surface de couches minces d'oxyde d'étain SnO* contenant des impuretés antimoine (Sb3*, Sb5*, cluster Sby)

Abstract

Nous avons étudié les propriétés structurales et électroniques de la surface (110) de SnO2 dopée à l’antimoine en utilisant la théorie de la fonctionnelle densité SCFLCAO-DFT/B3LYP périodique. Les surfaces étudiées sont modélisées par des supercellules Sn48-2nO96Sb2n avec n = 2, 3, 4 et 5. Nous avons montré que la substitution de Sb aux atomes Sn de la surface stoechiométrique induit des distorsions et une redistribution de charge importantes des liaisons Sn-O situées dans l’environnement de Sb. La présence des atomes Sb se manifeste par des bandes de surface additionnels 5sp – Sb dans le haut de la bande de valence à l’intérieur de la bande interdite. La largeur du gap décroit de 2.82eV à 2.33eV lorsqu’on augmente le rapport de concentration atomique Sb/Sn de 0 à 26.31%. Nos calculs ont montré que la croissance de la concentration du dopant Sb favorise la réactivité et la conductivité électrique de la surface SnO2 (110):Sb.