Mg掺杂PST薄膜的溶胶-凝胶法制备及晶相形成研究

利用溶胶-凝胶法成功制备了Mg掺杂Pb0.4Sr0.6MgxTi1-xO3-x薄膜,利用x射线衍射仪对薄膜的物相和结构进行了分析,用扫描电子显微镜对薄膜的形貌和断面等进行了观察.研究结果表明,薄膜以立方钙钛矿为晶相,薄膜中晶相以团聚状颗粒存在,晶相含量受热处理条件和Mg的掺杂量所控制.Mg掺杂对Pb0.4Sr0.6MgxTi1-xO3-x薄膜晶相含量的影响与钙钛矿中的氧空位缺陷相关.在一定的掺杂范围内,由掺杂引起晶相的晶格畸变较小时,体系掺Mg平衡了晶体内本征氧空位引入的电荷不平衡,使晶相更为稳定,析晶能力提高,晶体形成量随掺杂浓度的提高而提高.当掺杂浓度达到一定量时,随着Mg掺杂浓度增加,一方面使形成晶体时杂质浓度增加造成参与形成晶相的组成含量下降,另一方面使进入钙钛矿结构的Mg增加,氧空位大量增加使畸变程度提高,形成的晶相不稳定,析晶能力下降,晶体含量随掺杂Mg浓度的增加而不增反降.在相同条件下制备的Pb0.4Sr0.6MgxTi1-xO3-x薄膜中Mg掺量约为x=0.01时,得到的钙钛矿相含量最高,本征氧缺陷所带入的正电荷和Mg引入时带入的负电荷间达到平衡.此外,Mg的掺入还影响到析晶与热处理过程之间的关系.在高Mg掺量范围,Mg含量越高,形成的晶相越不稳定,热处理时间越长,使热处理过程中分解的晶相量越多,随Mg掺量越高和热处理时间越长,薄膜中晶相含量越低.

掺杂对CuAlO_2晶体结构影响研究

采用溶胶-凝胶法制备CuAlO2热电材料,研究其合成的烧结温度,并研究了用Sr2+、Ba2+离子掺杂对其结构的影响。研究发现:制备CuAlO2的烧结温度为1000℃,在CuAlO2中分别掺杂Ba2+、Sr2+,分别在1000℃和1200℃煅烧2h,均没有得到单相的CuAlO2。

颗粒尺寸对多晶La_(2/3)Ca_(1/3)Mn_(1-x)Cu_xO_3低场磁电阻的影响

采用溶胶-凝胶法制备了不同颗粒尺寸的La2/3Ca1/3Mn1-xCuxO3(x=0.04)系列试样。X射线衍射实验说明Cu掺杂和不同温度烧结没有改变晶体的结构。电阻-温度实验曲线表明,随颗粒尺寸的减小,半导体-金属转变温度(Tp)向低温方向移动。磁电阻曲线显示,随颗粒尺寸的减小,与颗粒晶界有关的磁电阻在25 K恒温、0.4 T低场下由25%增加到了51%。实验结果表明,在La2/3Ca1/3MnO3中少量Cu掺杂和小颗粒尺寸可以实质性地提高与颗粒晶界有关的低场磁电阻效应。

氮掺杂氧化钛的简易制备及可见光催化活性的研究

为开发对可见光响应的催化剂,以尿素为氮掺杂剂,采用简易溶胶-凝胶法制备氮掺杂氧化钛,并以2,4-DCP的降解检验其光催化活性。XRD、BET、XPS和UV-Vis漫反射光谱分析表明,随着氮/钛原子比（N/Ti）的增大,各催化剂晶粒尺寸减小,比表面积增大,锐钛矿相向金红石相的转变得到抑制,除0#样品出现金红石相外,其他催化剂均只出现锐钛矿相;掺入催化剂的N位于晶格O位点和晶格间隙,替代N和间隙N掺杂使催化剂的光吸收发生明显的红移。荧光光谱分析表明,当N/Ti在0-6范围内增加时,反应体系中.OH自由基的产生速率增加,当N/Ti增大至8时,速率则下降。相似的规律也表现在氮掺杂量对光催化活性的影响。适量氮掺杂能增强氧化钛的可见光催化活性,该改性催化剂可用于有机污染物的太阳光激催化降解。

掺杂Zr对Bi_4Ti_3O_(12)铁电薄膜性能的影响

本文采用x射线衍射法对溶胶-凝胶法备制B位掺杂Zr的铁电薄膜Bi3.15Nd0.85Ti3-xZrxO12。对所制备的薄膜进行XRD测试、疲劳分析及铁电性能分析。结果表明:对BNT进行B位Zr4+掺杂后,随着掺量的增加,BNTZ薄膜的剩余极化值逐渐增加,当x=6%时达到最大,随后随着Zr掺量的继续增加,剩余极化值开始减小,而矫顽电压Vc值几乎没有什么变化;掺杂了Zr薄膜的疲劳特性均比未掺杂的BNT薄膜的要差一些。