薄膜厚度对Pb,La(Zr,Ti)O_(3)铁电薄膜基自供电紫外光电探测器性能影响研究

目前半导体基自供电紫外光电探测器由于光生电子和空穴不能有效分离,因此灵敏度较低。铁电体具有宽的光学带隙(>3 eV)和大的退极化场,因此被认为是研制高性能自供电紫外光电探测器的重要候选材料。基于此,采用溶胶-凝胶法制备了层数不同的Pb_(0.93) La_(0.07)(Zr_(0.2) Ti_(0.8))_(0.985)O_(3)(PLZT)铁电薄膜并研制出了基于Au/PLZT/FTO垂直结构的自供电紫外光电探测器。研究结果表明:通过合理调整极化电压的方向,极化电压能对光电响应性起到加强作用。在+2 V极化电压下,旋涂层数为3层(厚度约为140 nm)的Au/PLZT/FTO光电探测器拥有最佳的自供电紫外光电响应,高的光/暗电流比为3750、大的响应度为13.1 mA/W、高的探测率为4.11×10^(11) Jones以及快的响应速度为20 ms/30 ms。

(Pb,La)TiO_3铁电薄膜微结构与制备工艺研究

采用射频磁控溅射技术在室温淀积、其后在700℃下退火10min,制备了(Pb,La)TiO3(简记为PLT)铁电薄膜。利用XRD研究了薄膜的结晶性;利用XPS研究了薄膜表面的化学成分、组分以及表面原子的化学价态;利用SEM研究了薄膜的断面。薄膜结构分析结果表明,在一定的制备工艺条件下,薄膜制备时间的长短对薄膜结晶性能的影响不大;XPS波谱分析表明,所测得的元素有Pb、La、Ti、O和C,其中C元素是薄膜在制备或测试过程中的污染,薄膜中没有其它杂质元素;由断面的SEM分析可知,在本论文采用的制备工艺条件下,薄膜与基底之间基本上没有互扩散,薄膜与基底的界面比较清楚。

Pd／La0.5Pb0．5MnO3催化氧化甲苷合成葡萄糖醛酸

采用沉淀法制备了以钙钛矿型复合金属氧化物为载体的催化剂Pd/La0.5Pb0.5MnO3,催化氧化甲基葡萄糖苷合成甲苷酸钠,进一步水解反应生成葡萄糖醛酸.利用XRD和SEM对催化剂进行了表征,考察了催化剂制备和氧化工艺条件对葡萄糖醛酸收率的影响.结果表明,在Pd负载量为1%、原料与催化剂质量比为6:1、温度70℃、压力为常压、pH值9、时间5h的条件下,葡萄糖醛酸的收率达到29.5%,反应选择性较好.

钙钛矿结构La_(0.68)Pb_(0.32)FeO_3纳米材料的制备及气敏特性研究

采用Sol-gel法制备出气敏材料La0.68Pb0.32FeO3纳米粉体.该粉体材料具有正交钙钛矿结构,晶胞参数a=0.555 62 nm,b=0.559 65 nm,c=0.781 85 nm,晶胞体积v=0.243 1 nm3,平均粒径约为20 nm.用该粉体制成气敏元件,并测试了该粉体材料在乙醇、丙酮和汽油中的气敏特性,测试结果表明:相比空气而言, 在乙醇气氛中的La0.68Pb0.32FeO3电导值升高,呈现出n-型半导体载流子的导电特性;在丙酮和汽油气氛中的La0.68Pb0.32FeO3的电导值降低,呈现出p-型半导体载流子的导电特性.该材料对乙醇具有极高的气敏灵敏性,在0.01%的乙醇气氛中,灵敏度可达51;在0.1%的乙醇气氛中,灵敏度高达522.最佳工作温度区间在180℃～220℃.La0.68Pb0.32FeO3对丙酮和汽油也具有一定的灵敏性,在0.05%丙酮气氛中的灵敏度为30,最佳工作温度区间在220℃～260℃.在0.1%汽油气氛中的灵敏度为5.0.La0.68Pb0.32FeO3纳米粉体具有电子与空穴复合导电机制.

LSMCD法制备纳米(Pb,La)TiO_3薄膜

研究了利用液态源雾化化学沉积 (LSMCD)法制备纳米 (Pb ,La)TiO3 薄膜的工艺。XRD和SEM分析表明 :沉积 4次 ,采用RCA热处理 ,在Pt/Ti/SiO2 /Si基板上成功制备出具有钙钛矿结构的、晶粒粒径约 6 0nm、厚度约 180nm的纳米颗粒PLT薄膜。该方法既可以较精确的控制薄膜的化学计量比及掺杂浓度 ,又可采用控制超声雾化沉积的时间和次数来有效的控制膜厚及晶粒的大小。该工艺的沉积速率约为 3nm/min。

(Pb_(0.90)La_(0.10))Ti_(0.975)O_3/LaNiO_3薄膜的射频磁控溅射制备和性能研究

采用射频磁控溅射技术,以LaNiO3(LNO)作为过渡层,在SiO2/Si(100)、Pt(111)/Ti/SiO2/Si(100)衬底上分别获得了(100)、(110)取向的(Pb0.90La0.10)Ti0.975O3(PLT)铁电薄膜。研究了LNO/Pt(111)/Ti/SiO2/Si(100)和LNO/SiO2/Si(100)基底对PLT薄膜微结构和铁电性能的影响。实验结果表明,与在LNO/Pt(111)/Ti/SiO2/Si(100)基底上沉积的(110)取向的PLT薄膜相比较,在LNO/SiO2/Si(100)基底上沉积的高度(100)取向的PLT薄膜具有更好的微结构和更高的剩余极化强度,其2Pr为40.4μC/cm2。

(1-x)(Mg(0.7)Zn(0.3))TiO3-xCa(0.61)La(0.26)TiO3系陶瓷的微波介电性能研究(英文)

本实验研究了(1-x)(Mg0.7Zn0.3)TiO3-x(Ca0.61La0.26)TiO3(MZT-CLT)系陶瓷的微观结构和微波介电性能,通过(Ca0.61La0.26)TiO3来协调(Mg0.7Zn0.3)TiO3陶瓷的谐振频率温度系数.MZT-CLT陶瓷的主晶相为(Mg0.7Zn0.3)TiO3,第二相为Ca0.61La0.26TiO3和(Mg0.7Zn0.3)Ti2O5.烧结温度和陶瓷组成对微波介电性能影响显著,当烧结温度为1275℃时,可以获得良好的致密度,当烧结温度超过1300℃时,Zn的蒸发导致陶瓷致密度和介电性能下降.随着(Ca0.61La0.26)TiO3含量的增大,材料的介电常数增大,品质因数减小.当x=0.13,烧结温度为1275℃保温4h,(MZT-CLT)陶瓷具有优良微波介电性能,εr=26,Q.f=86000 GHz,τf=-6×10-6/℃.

纳米晶La_(0.7)Pb_(0.3)FeO_3的制备 及其对CO敏感特性的研究

利用溶胶-凝胶法制备了纳米晶La0.7Pb0.3FeO3气敏材料,并对其相组成、电导及其对CO气敏性能进行了研究。XRD结果表明:掺铅固溶体La0.7Pb0.3FeO3仍为正交晶系钙钛矿结构,粒径约为17nm,低于纯相LaFeO3的粒径31nm。电导测量显示:该材料呈p型半导体导电行为,电导大于同温度下纯相LaFeO3的电导,且电导突变温度有所降低。气敏性能研究表明:Pb掺杂对其CO气敏性能有了明显改善。

La_(0.67)Pb_(0.33)MnO_3外延膜的自旋玻璃态及输运特性

利用射频磁控溅射法在单晶LaAlO3(100)衬底上成功的外延生长了La0.67Pb0.33MnO3薄膜。用X射线衍射、超导量子干涉仪、直流四探针法对其进行了表征。结果表明,薄膜为赝立方钙钛矿结构,晶胞参数为a=3.861nm,具有良好的单晶外延结构。居里温度TC(=335K)非常接近金属绝缘体转变温度TMI(=340K)。在居里温度附近,发生铁磁-顺磁转变,导电特性由金属特征向半导体特征过渡。此材料呈现出的一种典型自旋玻璃特性是由应力造成的。磁电阻在居里点达到极大值,当H=1.0T时,磁电阻的极大值为24.3%,输运性质表明,T<TMI时,电阻率满足公式ρ(T)=ρ0+ρ1T2+ρ2T4.5,此输运机制是由电子造成的;当T>TMI时,符合小极化子模型,输运机制是由于小极化子近邻跃迁引起的。

钙钛矿La_(0.67)Pb_(0.33)MnO_3薄膜的制备及表征

利用磁控溅射法在单晶LaAlO3(100)衬底上成功的外延生长了La0.67Pb0.33MnO3薄膜。用X射线衍射、原子力和超导量子干涉仪、振动样品磁强计对其进行了表征。结果表明,薄膜为赝立方钙钛矿结构,晶胞参数为a=3.861 nm,具有良好的单晶外延结构和光滑的表面。居里温度TC=345 K,在居里温度附近,发生铁磁-顺磁转变。此材料呈现出一种典型的自旋玻璃特性,是由于应力造成的。在室温条件下,当H=0.8T时,磁电阻效应非常明显,此现象是由于固有磁电阻效应引起的,并不是低场磁电阻效应引起的。室温下,其矫顽力只有50奥斯特。

CuCl/La_(0.5)Pb_(0.5)MnO_3催化甲醇氧化羰基化合成碳酸二甲酯

通过混烧法制备了CuCl/La0.5Pb0.5MnO3负载型催化剂,采用BET、XRD对其进行了表征,研究了其对甲醇液相氧化羰基化合成碳酸二甲酯反应的催化性能,并考察了反应温度、反应时间、压力及O2含量对催化反应的影响。结果表明,以溶胶-凝胶法制得的钙钛矿型复合金属氧化物La0.5Pb0.5MnO3为载体,CuCl负载量为10%、300℃焙烧6 h制备的催化剂,其比表面积为7.67 m2.g-1,晶相结构完整,CuCl高度分散,具有好的活性和选择性。当反应温度为120℃、总压力为2.5 MPa、O2含量为8%、反应时间为4 h时,碳酸二甲酯收率可达79.0%,选择性大于96.0%。

(Pb_(0.9-x)La_(0.1)Ca_x)TiO_3纳米微粉的拉曼谱分析

利用溶胶-凝胶法(sol-gel)合成制备了PbTiO_3、(Pb_(0.9-x)La_(0.1)Ca_x)TiO_3[简写为PLCT(100x)]纳米微粉,微粉平均粒径为20～40nm,利用拉曼散射和X射线衍射技术研究了不同Ca含量对PLCT(100x)纳米微粉的结构的影响,实验结果表明,PLCT(100x)纳米微粉的结构随x变化,亦即PLCT(100x)的轴比随x的增大反而减小,研究结果表明:PLCT(100x)拉曼谱的低频模可以看成是由于钙钛矿结构中A位离子Ca^(2+)、La^(3+)的偏离引起的,而高频模主要是TiO_6八面体内部原子的相互运动造成相对位置变化,从而使八面体发生形变引起的。

La_(0.7)Pb_(0.3)MnO_3薄膜的溶胶凝胶法制备及电特性研究

利用溶胶凝胶法在单晶LaAlO3(100)衬底上成功的制备了La0.7Pb0.3MnO3外延膜.用X射线衍射仪、直流四探针法对其结构及电特性进行了研究.结果表明,薄膜为赝立方钙钛矿结构,晶胞参数为a=3.907nm.电阻率随着温度的增加,从金属导电行为向半导体行为转变,转变温度为TP=336K,利用双交换理论对此现象作了合理的解释.其电阻率在低温区时满足ρ=ρ0+ρ1T2+ρ2T4.5,其导电机制主要是电子与电子的散射,在T>TMI时主要是小极化子输运.

Nb2O5—CoO—La2O3复合掺杂的BaTiO3基粉体改性研究

采用铌、钴、镧的金属有机盐(柠檬酸-EDTA复合螯合前驱液)掺杂法实现对氧化硅掺杂的纳米晶BaTiO2粉体的掺杂改性。实验结果表明：随着Nb、Co、La掺量的增加以及Nb／Co比的增大，陶瓷烧结体的烧成收缩以及密度增加，晶粒尺寸减小。随着Nb／Co比的增大，材料的铁电弛豫特性增加。当Nb／Co-2时，随着La掺量的增加，材料的铁电弛豫特性增加。当Nb／Co>2时，La掺量对材料的介电温度特性影响不大。当La掺量一定时随着Nb、Co复合掺量的增加，材料的铁电弛豫特性明显增强。烧结温度的升高，使杂质容易固溶进入BT中，固溶量的增大，使材料的铁电弛豫性能增加。

PbS/K_2La_2Ti_3O_(10)复合物的制备及光催化活性研究

采用沉淀法制备了一系列不同PbS担载量的PbS/K2La2Ti3O10复合光催化剂。利用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线荧光光谱仪(XRF)、紫外-可见漫反射(UV-Vis)、X射线光电子能谱(XPS)和分子荧光光谱(PL)等技术对催化剂进行表征。以可见光下降解罗丹明B为研究对象,考察了催化剂负载量和投加量对光催化活性的影响。结果表明,PbS的担载扩展了K2La2Ti3O10对可见光的响应,催化活性明显提高,0.35g PbS(25%,质量分数)/K2La2Ti3O10在可见光下反应2h后降解率可达71.4%。

(Ba,Pb)TiO3陶瓷的半导化机理及其湿敏特性研究

为了改善感湿性能很差的BaTiO3陶瓷的湿敏特性,通过PbTiO3与BaTiO3复合,制备了表面为无规则网络状结构、内部具有丰富孔洞通道的(Ba,Pb)TiO3陶瓷,在30℃～70℃的温度范围内、RH=12RH%～93RH%之间5个检测点上测试了该材料的阻-湿特性.依照Anderson无序方法分析了陶瓷晶粒的半导化机理,并从表面吸附及能带理论的观点分析了(Ba,Pb)TiO3陶瓷的湿敏特性.理论上指出施主掺杂(Ba,Pb)TiO3陶瓷晶粒的半导化主要是由于晶格B位处于Ti4+和Nbs+的成分无序状态所致;指出(Ba,Pb)TiO3陶瓷属于复杂性系统,其相对湿敏特性由晶粒半导化、表面吸附、晶界势垒等多个因素决定.结果表明其电阻值在12RH%～93RH%的相对湿度范围内变化3个数量级,且湿敏特性曲线在单对数坐标中接近线性.

La掺杂Sr_(0.4)Pb_(0.6)TiO_3陶瓷热敏机理研究

液相掺杂施主元素La ,在 110 0～ 12 0 0℃烧结制备出了Sr0 4 Pb0 6TiO3 基陶瓷。该陶瓷具有显著的NTCR PTCR复合效应 ,其室温电阻率随烧结温度提高而增大 ;而添加少量PbO用于补偿铅损失 ,则明显降低了陶瓷的室温电阻率及减弱了居里点下的NTCR效应。同时利用XRD ,SEM和TEM分别对陶瓷的相结构 ,形貌和畴结构进行了研究。根据实验结果 ,探讨了La掺杂Sr0 4 Pb0 6TiO3陶瓷的半导化机理及其热敏特性。

Pb0．5Sr0．5TiO3精细结构的第一性原理分析

在广义梯度近似下,采用基于密度泛函理论框架下的第一性原理和虚拟晶体近似(VCA)方法,计算了Pb_(0.5)Sr_(0.5)TiO_3 (PST)电子结构及其属性.分析了PST固溶体总体能量变化趋势,确定了A位离子在铁电相的平衡构型.计算结果表明:在PST固溶体中,当Ti原子相对于氧八面体沿[001]方向发生约0.012 nm偏心位移,PST出现能量极小值.O 2p和Ti 3d轨道的强杂化以及部分O—Pb和O—Sr轨道杂化间接增强了TiO_6八面体的畸变,体系总能量降低,促进了PST铁电畴变的形成.

(1-x)(Mg(0.9)Co(0.1))TiO3-x(Ca(0.61)La(0.26))TiO3陶瓷的微波介电性能(英文)

研究了(1-x)(Mg0.9Co0.1)TiO3-x(Ca0.61La0.26)TiO3(MCT-CLT)体系陶瓷的微波介电性能.目的是通过(Ca0.61La0.26)TiO3(CLT)协调(Mg0.9Co0.1)TiO3(MCT)陶瓷的谐振频率温度系数.实验发现,烧结温度和陶瓷组成对微波介电性能影响显著,当烧结温度为1300℃时,可以获得良好的致密度,当烧结温度超过1300℃时,陶瓷致密度和介电性能下降.此外,随着CLT含量的增加,材料的介电常数增大,品质因数减小.当CLT含量为13%,烧结温度为1300℃,保温2h,(MCCLT)陶瓷具有优良微波介电性能,εr=22.4,Q×f=35000 GHz,τf=-8.7×10-6/℃,从而达到实用要求.

La_(2/3)Pb_(1/3)MnO_3外延膜的结构及磁电特性研究

通过射频磁控溅射法在单晶LaAlO3(100)衬底上成功的沉积了膜厚为300 nm的La2/3Pb1/3MnO3外延膜。利用X射线衍射仪、原子力和超导量子干涉仪、直流四探针法对其结构、磁电特性进行了系统的研究。结果表明,薄膜为赝立方钙钛矿结构,沿(100)方向择优生长,具有良好的单晶外延结构。居里温度TC=345 K,在居里温度附近,发生铁磁-顺磁转变。此材料呈现出一种典型的自旋玻璃特性,是由于应力造成的。对于顺磁态、自旋玻璃态及铁磁态时其磁矩分布给予了合理的解释。在1 T磁场下,其磁电阻极大值为23.4%。