掺入Eu的钛酸钡纳米晶陶瓷材料制备与电子结构特征

以Eu_2O_3、TiO_2和BaCO_3为原材料,在高温高压的极端条件下(4.0 GPa,1090℃)采用固相反应法制备了结构均匀的新陶瓷材料Ba_(1-x)Eu_xTiO_3(x=0.1～0.4),样品显示灰黑色。当x增加到0.5时,出现ABO_3型钙钛矿相和Eu_2Ti_2O_7焦绿石相共存。X射线衍射图样显示Eu离子对A位Ba离子的均匀替代,并随着Eu含量的增加,结构向高对称性转变。通过对X射线衍射数据计算,表明材料结晶在平均粒度为几十纳米的数量级。X射线电子能谱(XPS)分析说明:在高压的作用下,Eu^(3+)离子部分被还原,在晶体结构中以Eu^(3+)离子(4f^6)和亚稳态Eu^(2+)离子(4f^7终态构形)稳定共存。同时在样品表面存在大量的吸附氧。Ba_(1-x)Eu_xTiO_3材料的电中性由亚稳态Eu^(2+)离子和吸附氧(O^-)共同补偿。