Ni-Ge共掺杂下对AgSnO_(2)触头材料性能的第一性原理分析.pdfVIP

第40卷第5期原子与分子物理学报Vol.40No.5

2023年10月JOURNALOFATOMICANDMOLECULARPHYSICSOct.2023

J.At.Mol.Phys.,2023,40:056004(8pp)

Ni-Ge共掺杂下对AgSnO2触头材料性能的

第一性原理分析

程思远，朱建国，刘文涛

(三峡大学电气与新能源学院，宜昌443002)

摘要：AgSnO2触头材料是一种环保型低压触头材料，由于具备良好的耐电弧以及抗熔化焊能力，广泛适

用于接触器，继电器以及低电压断路器中.采用金属元素Ni与Ge共掺杂的方式对SnO2的导电性能进行

改良.运用CASTEP软件对元素掺杂前后的S11O2各项性能进行了仿真试验.结果表明：金属元素Ni与Ge

单掺杂和共掺杂与本征SnOz相比,其禁带宽度均会有不同程度的减小，其中Ni-Ge两种元素共掺杂时的

禁带宽度值最小，这就表示电子可以更加容易的进行跃迁，其导电性也最好；由弹性常数分析可知，金属元

素Ni-Ge共掺杂时材料的弹性最弱，韧性最强.

关键词：AgSnOz电触头材料；第一性原理分析；元素掺杂；导电性；弹性常数

中图分类号：0482文献标识码：ADOI：10.19855/j.l000-0364.2023.056004

First-principlesanalysisofmaterialpropertiesof

AgSnO2contactsunderNi-Geco-doping

CHENGSi-Yuan,ZHUJian-Guo,LIUWen-Tao

(1.CollegeofElectricalEngineeringNewEnergy,ChinaThreeGorgesUniversity,Yichang443002,China)

Abstract:AgSnO2isanenvironment一friendlylow一voltagecontactmaterial,whichiswidelyusedincontac­

tors,relaysandlow-voltagecircidtbreakersduetoitsgoodarcresistanceandmeltingresistance.Theconduc­

tivepropertiesofSnO2canbeimprovedbymetalelementdoping.Inthispaper,CASTEPsoftwarewasusedto

simulatetheperformancesofSnO2beforeandafterNi,Gedopings.Theresultsshowthatcomparedwiththein­

trinsicSnO2,bothsingledopingandNi,Geco-dopingcanreducethebandgapwidthofSnO2tovaryingde­

grees.Amongthem,Ni-Geco—dopinghasthesmallestbandgapwidthvalue,indicatingthatinthiscaseelec­

tronscantransitionmoreeasilyandtheconductivityisthebest.Accordingtotheanalysisofelasticconstants,