凝胶燃烧法制备CuAlO_2粉末及机理研究

以三水硝酸铜和九水硝酸铝为原料、柠檬酸为络合剂和助燃剂,采用凝胶燃烧法制备了CuAlO2粉末。采用红外光谱分析、差热分析、X射线衍射、纳米粒度分析等测试手段,研究制备过程中的络合比、PH值、溶剂对凝胶和CuAlO2相的形成的影响。结果表明:以去离子水为溶剂、络合比为1∶1、PH值为0.67、凝胶燃烧后的产物经1 100℃煅烧4 h可得纯CuAlO2相粉末,颗粒平均大小约190 nm;柠檬酸与金属离子在水溶液中以单齿方式进行络合,形成三围网络结构,实现了凝胶化均质转变。

Eu、Nd、Y稀土掺杂CuAlO_2纳米粉末制备及相组织研究

采用柠檬酸络合的无机盐溶胶-凝胶法制备稀土掺杂铜铁矿结构的CuAlO2粉末,掺杂元素M为稀土Eu、Nd、Y。用DSC-TGA、X射线衍射仪、紫外-可见光分光光度计等测试方法分别对掺杂CuAl1-x MxO2粉末的形成过程、物相结构、光学性能等进行研究。结果表明,稀土掺杂前驱体粉末经950℃煅烧后形成CuAlO2相;经1 100℃保温4h的煅烧后,粉末相组成取决于稀土掺杂量,当稀土元素M(Eu、Nd和Y)的掺杂量为0.5%时,试样由CuAlO2主相和少量CuO杂相组成,当掺杂量≥1%时,由CuAlO2主相、少量CuO和MAlO3杂相组成,YAlO3杂相峰强度较低。提高煅烧温度有利于掺杂元素的溶入,生成CuAl1-xMxO2纯相,但提高到1 150℃时CuAlO2分解;Eu掺杂量<1%时,掺杂样品光学带隙增大,电阻率减小,光电性能得到改善。

P型氧化物半导体CuAlO_2粉末的制备工艺及掺杂

本文采用柠檬酸络合无机盐的溶胶凝胶法制备CuAlO2粉末。通过差热分析、X射线衍射、扫描电子显微镜观测、紫外—可见光分光光度测试等分析方法,研究PVA添加剂、湿磨、球磨等工艺参数以及稀土元素Eu和普通金属Mg的掺杂对CuAlO2纳米粉末的制备及相结构和等性能的影响。结果表明,在不掺杂的情况下,添加PVA使粉末粒径均匀分布在10~20μm;球磨、湿磨处理预煅烧粉末可降低CuAlO2的形成温度,经1000℃煅烧后可获得纯相CuAlO2粉末,其粒度分别为5~15μm和5~10μm。Eu和Mg的最佳掺杂量分别为1%和5%;粉末未掺杂时光学带隙约为3.6eV,掺杂后其光学带隙有所减小,但仍对可见光透明。