稀土氧化物LSCO/YSZ的XRD和XPS研究

采用常规固相反应法制备了不同Sr掺杂量的钙钛矿氧化物La1 -xSrxCoO3材料。测试了该材料的XRD和XPS谱 ,研究了不同热处理工艺对La1 -xSrxCoO3材料平均晶粒度的影响 ,研究了不同Sr掺杂量的La1 -xSrxCoO3阴极材料表面的化学状态。结果表明 ,当热处理温度在90 0～ 12 0 0℃时 ,平均晶粒度较大 ,有利于形成多孔电极。随着Sr掺杂量的增加 ,La(3d5/2 ) ,Co(2p3/2 )的结合能下降 。

10.6μm红外膜系制备工艺研究

采用真空镀膜法,在半导体晶片GaAs衬底上制备红外增透和增反光学薄膜,研究了Si滤光片对镀膜工艺的影响以及10.6μm增透膜系和10.6μm增反膜系的透射特性.结果表明,Si滤光片可以有效地消除单色仪二级以上光谱对镀膜工艺的影响,是一种理想的红外监控光的滤光片.监控光波长的修正值△λ约为原波长的2.5%～3%时,是制备该红外光学薄膜的较佳的条件.

YSZ薄膜的制备及特性研究

用真空双源法制备 Ｙｔｔｒｉａｓｔａｂｉｌｉｚｅｄ ｚｉｒｃｏｎｉａ（ Ｙ Ｓ Ｚ）薄膜，研究了 Ｙ Ｓ Ｚ薄膜制备工艺对形貌、特性的影响．实验发现，在 ６００ ℃的条件下进行热处理，可形成超微晶薄膜。

ZrO_2氧敏元件特性研究

研究了一种氧化物半导体型氧敏元件的氧敏特性。该元件制作工艺简单，对Ｏ＿２具有较高的灵敏度和很好的选择性。

厚膜ZrO_2氧敏元件的制作工艺对其氧敏特性的影响

报道了不同的制作工艺对厚膜ＺｒＯ＿２氧敏元件的氧敏特性的影响。实验结果表明，采用工艺Ｂ能够提高元件灵敏度。

(La_(1-x)RE_x)_(2/3)Sr_(1/3)MnO_3 (RE=Y, Sm, Eu, Tb; x=0.1～0.5)的晶体结构及磁性质研究

采用空气中固相反应烧结法制备了一系列钙钛矿结构的(La1-xREx)2/3Sr1/3MnO3(RE=Y,Sm,Eu,Tb;x=0.1～0.5)稀土锰氧化物多晶样品。X射线衍射(XRD)分析表明掺杂RE部分替代La以后,样品的晶体结构为正交结构,空间群为Pbnm。在室温(300K)和液氮温度(77K)下分别测试了样品的磁性质,发现磁性质的改变与RE的掺入量以及RE的离子半径有关。在掺Tb的样品中明显存在巨磁电阻效应,磁场为2T,温度为300和77K分别测得(La0.6Tb0.4)2/3Sr1/3MnO3和(La0.7Tb0.3)2/3Sr1/3MnO3的磁电阻(MR)为80%和85%。随着Tb掺杂量的增加,在不同的磁场下,样品电阻 温度关系曲线的峰均向高温方向移动。

离子束溅射La_(0.5)Sr_(0.5)CoO_(3-δ)薄膜的XRD和XPS研究

采用离子束溅射法在氧化钇稳定的氧化锆(YSZ)和铝酸镧(LaAlO3)上溅射RE0.5Sr0.5CoO3-δ薄膜,测试了薄膜的XRD、XPS谱、分析了表面微结构及化学状态。实验表明,随着热处理温度的升高,La0.5Sr0.5CoO3-δ薄膜在YSZ和LaAlO3上生长时有取向增强的趋势,并且晶粒度增大,晶格氧减少,氧空位增加,氧输运性能提高。当热处理温度为750℃时薄膜结晶度最好,晶粒度最大,氧输运性能最好。

钙钛矿型氧化物Ln_(0.5)Sr_(0.5)CoO_3的制备与电输运性能

采用固相反应法合成钙钛矿氧化物材料Ln0.5Sr0.5CoO3(Ln=La,Pr,Nd,Sm,Eu)的超细粉体,研究了不同稀土元素掺杂时的晶体结构和电输运性能,分析了该钙钛矿体系结构的形成过程。实验表明,当烧结温度达到1200℃时,通过固相反应法可以形成稳定的单一的钙钛矿相。样品电导率在700℃附近出现最大值,低温段的导电行为符合小极化子导电机制,La0.5Sr0.5CoO3材料的电导率在中温范围内最大,适合作为中温固体燃料电池的阴极材料。

钙钛矿型氧化物La_(1-x)Sr_xFeO_(3-δ)的成相过程和结构

利用TG-DTA热分析仪和X射线衍射(XRD)研究了固相反应法合成钙钛矿型复合氧化物L a0.6S r0.4F eO3-δ的成相过程和L a1-xS rxF eO3-δ的晶体结构。结果发现,用固相反应法合成L a0.6S r0.4F eO3-δ时,配置研磨好的粉料在烧结过程中,经过多次吸热反应,到840℃开始出现L a0.3S r0.7F eO3-δ晶相,再经过更大的吸热反应,到1000℃时,L a0.6S r0.4F eO3-δ已成为主晶相。在1250℃烧结2h样品基本上已成为单一钙钛矿型结构L a0.6S r0.4F eO3-δ。同时给出了钙钛矿型复合氧化物L a1-xS rxF eO3-δ(x=0,0.2,0.4,0.6,0.8)的晶体结构和晶粒大小。

Ln0.5Sr0.5CoO3-δ阴极薄膜材料的XRD和XPS研究

采用离子束溅射法在氧化钇稳定的氧化锆(YSZ)衬底和铝酸镧(LaAlO3)衬底上溅射Ln0.5Sr0.5CoO3-δ(Ln=La,Pr,Nd)薄膜。测试了不同工艺制备的Ln0.5Sr0.5CoO3-δ薄膜的XRD谱和XPS谱,研究了不同衬底上Ln0.5Sr0.5CoO3-δ薄膜微结构及化学状态。结果表明,在YSZ衬底上制备的Ln0.5Sr0.5CoO3-δ薄膜氧空位浓度相应的高于在LaAlO3衬底上的氧空位浓度,Nd0.5Sr0.5CoO3-δ/YSZ薄膜的氧空位浓度最高,有利于提高氧离子的输运性。

固体氧化物燃料电池Ln_(0.5)Sr_(0.5)CoO_3薄膜阴极材料电学性能研究

采用离子束溅射法在YSZ(110)衬底上制备Ln0.5Sr0.5CoO3(Ln=La,Pr)钙钛矿多晶薄膜,研究了载流子浓度、迁移率与温度的关系,分析了A位置稀土离子半径rA3+对电导率的影响。结果表明,在375K^667K温度范围内,La0.5Sr0.5CoO3薄膜的载流子浓度由4.76×1027/m3升高到9.43×1027/m3,迁移率由0.21cm2/Vs升高到0.218cm2/Vs;Pr0.5Sr0.5CoO3薄膜的载流子浓度由0.58×1027/m3升高到7.9×1027/m3,迁移率由0.0853cm2/Vs升高到0.172cm2/Vs。Ln0.5Sr0.5CoO3薄膜的霍尔系数激活能EH与电导激活能Eα的比值近似为2/3,符合Emin和Holstein的小极化子绝热区域导电理论。

离子束溅射法制备La_(0.5)Sr_(0.5)CoO_3薄膜的拉曼光谱分析

采用离子束溅射在氧化钇稳定的氧化锆(YSZ)和铝酸镧(LaAlO3)上制备了La0.5Sr0.5CoO3的钙钛矿薄膜。利用拉曼光谱,研究了不同热处理温度和不同衬底对LSCO薄膜材料的晶体结构、分子振动模式和化学键的影响。研究发现La0.5Sr0.5CoO3钙钛矿薄膜的晶体结构随着热处理温度的升高发生明显的相变,由排列无规则态朝着正交晶系结构转变,Co-O键构成的八面体间的相对运动强度逐渐减弱。另外,还发现La0.5Sr0.5CoO3钙钛矿薄膜在衬底氧化锆(YSZ)上的Co-O键振动频率要小于在衬底铝酸镧(LaAlO3)上的振动频率,这与两者的晶格失配程度有关。

脉冲激光沉积溅射工艺对CIGS薄膜成分和结构的影响

采用脉冲激光沉积溅射法在玻璃衬底上制备Cu-In-Ga预制膜,后经硒化、退火处理,得到CIGS薄膜。采用X射线衍射仪表征了薄膜的晶体结构,采用扫描电子显微镜和能量散射谱观察和分析了薄膜的表面形貌和元素成分,采用光电子能谱分析了薄膜表面的化学价态。结果表明,预制膜采用玻璃/In/Cu-Ga的叠层顺序且溅射脉冲数为In靶60000,Cu-Ga靶50000的溅射方式,可制备出沿(112)晶向择优生长的CIGS薄膜。

钙钛矿氧化物La_(1-x)M_xCoO_(3-δ)的电输运性能研究

采用固相反应法合成中温固体氧化物燃料电池阴极材料La1-xMxCoO3(M=Ca,Mg,Sr,x=0.2,0.4,0.6),用四探针法测试了样品在不同温度下的直流电导率和不同频率下的交流电导率。结果显示样品的直流电导率随温度的升高而增大,其电输运性能符合小极化子导电机制,具有较高的离子和电子电导率。而交流电导率的测试反映出电导是由晶界导电过程向晶粒导电过程变化的。热重分析测试表明随着温度和掺杂浓度的增加氧空位增加,氧含量减少。

RE_(0.5)Sr_(0.5)CoO_(3-δ)/YSZ薄膜的微观组织研究

采用离子束溅射法在氧化钇稳定的氧化锆(YSZ)单晶衬底上生长了RE0.5Sr0.5CoO3-δ(RE=La,Pr,Nd)薄膜。采用X射线衍射(XRD)仪和扫描电镜(SEM)测试了RE0.5Sr0.5CoO3-δ(RESCO)薄膜的微结构和表面形貌。结果表明:RE0.5Sr0.5CoO3-δ系列薄膜沿<110>方向择优生长;La0.5Sr0.5CoO3-δ(LSCO)薄膜在550℃热处理后呈现Ostwald生长,具有分散的岛状结构,在热处理温度达到750℃时岛状结构发生靠拢,同时晶粒度增大;Pr0.5Sr0.5CoO3-δ(PSCO)薄膜在750℃热处理后具有长程有序结构,呈现枝晶生长。

电泳法SrTi_(1-x)Mg_xO_(3-δ)膜的制备

利用电泳机理，成功的实现了电泳沉积ＳｒＴｉ１－ｘＭｇｘＯ３－δ膜的制备。

(Pr_(1-x)Nd_x)_(0.6)Sr_(0.4)Co_(0.8)Fe_(0.2)O_(3-δ)体系双稀土阴极材料的氧化学扩散系数及电学性能的研究

采用固相反应法合成了(Pr1-xNdx)0.6Sr0.4Co0.8Fe0.2O3-δ(x=0.2、0.4、0.6、0.8)钙钛矿氧化物系样品,采用XRD分析物相结构,采用XPS分析化学状态,用电导弛豫法研究了(Pr1-xNdx)0.6Sr0.4Co0.8Fe0.2O3-δ系样品的氧化学扩散性能。实验结果表明,(Pr1-xNdx)0.6Sr0.4Co0.8Fe0.2O3-δ体系样品的氧化学扩散系数Dchem随温度的升高、Nd含量的增加而上升,电导率随氧分压的增大而增大;样品(Pr0.2Nd0.8)0.6Sr0.4Co0.8Fe0.2O3-δ氧扩散系数最大,在800℃时达到6.75×10-5cm2/s;样品(Pr0.2Nd0.8)0.6Sr0.4Co0.8Fe0.2O3-δ在600℃下氧分压为1.0×105Pa时电导率达到最大值为1318.138S/cm,是比较理想的固体氧化物燃料电池的阴极材料。

SrTi_(1-x)Mg_xO_(3-δ)薄膜的氧敏特性

采用电泳沉积方法，制备了ＳｒＴｉ１－ｘＭｇｘＯ３－δ薄膜，研究了薄膜的氧敏特性．

(La_(1-x)Pr_x)_(2/3)Sr_(1/3)CoO_3的成相过程与电导性能研究

采用固相反应法合成了(La1-xPrx)2/3Sr1/3CoO3(x=0.2,0.4,0.6,0.8)双稀土氧化物系列粉体,研究了(La0.6Pr0.4)2/3Sr1/3CoO3的成相过程和电导性能。结果表明,在实验过程中首先出现了La2O(CO3)和La2SrOx相,而La2SrOx相在270℃～910℃的较大范围内一直存在,再经过两次吸热到910℃时出现了(La0.6Pr0.4)2/3Sr1/3CoO3晶相,当温度达到1000℃时,(La0.6Pr0.4)2/3Sr1/3CoO3成为主晶相,在1250℃下烧结2h后,样品已成单一钙钛矿结构(La0.6Pr0.4)2/3Sr1/3CoO3相。(La1-xPrx)2/3Sr1/3CoO3(x=0.2,0.4,0.6,0.8)双稀土氧化物的电导率在700℃附近时出现最大值,其中(La0.8Pr0.2)2/3Sr1/3CoO3的电导率在中温范围内最大,适合作为中温固体氧化物燃料电池阴极材料。

钙钛矿型复合氧化物Nd_(1-x)Sr_xFeO_(3-δ)的电输运性能

用固相反应法合成了钙钛矿型复合氧化物Nd1-xSrxFeO3-δ(x=0.2,0.4,0.6,0.8)样品,对各样品作了结构分析,对x=0.4样品作了热重分析,测试了各样品在不同温度下的直流电导率,给出了活化能,分析了材料的电输运机理。结果表明,所有样品都呈类钙钛矿结构,在低温段,载流子具有p型小极化子导电特征。对于这种电输运特性,结合材料的失氧规律,给出了合理的解释。