含Ni-Al阻挡层硅基BiFe_(0.95)Mn_(0.05)O_3铁电电容器的结构及物理性能

以Ni-Al为阻挡层,在Si衬底上构架了SrRuO3(SRO)/BiFe0.95Mn0.05O3(BFMO)/SRO异质结电容器。X射线衍射(XRD)分析表明:Ni-Al阻挡层为非晶结构,BFMO薄膜为具有良好结晶质量的多晶结构。在5 kHz测试频率下,SRO/BFMO/SRO电容器呈现饱和的电滞回线。实验发现,SRO/BFMO/SRO铁电电容器具有良好的抗疲劳性能。漏电机制研究表明,外加电场小于210 kV/cm时,SRO/BFMO/SRO电容器满足欧姆导电机制,在电场大于210kV/cm时,满足空间电荷限流传导机制。

光照对BiFe_(0.95)Mn_(0.05)O_3薄膜铁电和输运性质的影响

采用溶胶-凝胶法在Pt(111)/Ti/SiO2/Si(001)基片上制备了BiFe0.95Mn0.05O3(BFMO)薄膜,并构架了Pt/SrRuO3/BFMO/Pt型电容器。X射线衍射(XRD)分析发现在650℃快速退火可以得到良好结晶质量的多晶薄膜。紫光入射到薄膜表面,电滞回线发生变化,这是由于光照在薄膜内部产生的光生载流子影响了退极化场的分布。研究表明,在紫光照射下,薄膜的漏电流密度变大,电导由5.1×10-7S增大到6.63×10-7S。通过对暗电流密度的拟合发现,BFMO薄膜为欧姆导电机制。

SrCe_(0.95)Y_(0.05)O(3-δ)固体电解质纳米陶瓷粉的低温燃烧合成和表征

用柠檬酸及乙二醇作络合剂和燃料,硝酸作氧化剂,氨水作pH值调节搅和燃烧助剂,通过低温燃烧法合成了固体电解质SrCe0.95Y0.05O3-δ(SCY)纳米陶瓷粉。用X-ray衍射(XRD),热分析(TA),扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)等分析方法对合成的粉体进行了表征。并初步考察了粉体的烧结性能。结果表明,低温燃烧法可以在短时间内,通过溶胶燃烧一步合成粒度小于25nm,分布均匀的SCY纳米粉,粉体具有良好的烧结性能。

SrCe_(0.95)Y_(0.05)O_(3-δ)在中温区的电化学性质及其在常压合成氨中的应用

SrCe0 .95Y0 .0 5O3 -δ是一种高温质子导体 ,本研究采用溶胶 -凝胶法合成了SrCe0 .95Y0 .0 5O3 -δ纳米粉体 ,并以该粉体烧制得固体复合氧化物电解质陶瓷 ,测定了其在中温区间 ( 4 0 0～ 60 0℃ )的电导率 ,结果表明不同气氛对其电导率有很大影响 .用该陶瓷在固态质子传导电池中常压下以氮气和氢气为原料合成了氨 ,并研究了影响氨合成的关键因素 ,确定了合适的工作温度 ,在常压下 480℃时氨的产率可达 10 -9mol/(s·cm-2 )以上 .

纳米SrCe_(0.95)Y(0.05)O_(3-x)陶瓷粉的制备与烧结

采用基于Pechini法的低温燃烧工艺制备了SrCe0.95Y0.05O3-x(SCY)前驱物.前驱物在900℃经0.5 h的煅烧处理即可得到纯的粒度在7～25 nm范围内的SrCe0.95Y0.05O3-x固体电解质纳米粉.将煅烧的粉体在18 MPa压力下压成片状的素坯,在900～1 500℃的温度范围内于空气中烧结索坯10 h.用X射线衍射(XRD)表征煅烧粉体的晶体结构,用扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)表征了煅烧粉体和烧结体的形貌和粒度,采用阿基米德法测量了烧结体的密度.结果表明:温度达到1 000℃时,烧结体的径向收缩率和密度随着温度的升高而显著增加;温度达1 300℃时烧结体的径向收缩率和密度趋于恒定,得到相对密度高于96%、平均粒径约为3.68 μm的SrCe095Y0.05O3-x固体电解质陶瓷体.

SrCe_(0.95)Yb_(0.05)O_(3-α)的制备及其质子导电特性

利用固相反应法制备出固态质子导体SrCe0 .95Yb0 .0 5O3 -α,并使用X射线衍射分析法及低频阻抗测量法对其电子结构和导电特性进行了研究 .X射线分析结果表明 ,该物质为钙钛矿晶体结构 ,具有p型电子空穴和氧离子空穴 .在低温下主要为电子导电 ,且电子导电率随温度的升高而增大 .在含氢气环境中 ,当温度高于 5 5 0K时 ,SrCe0 .95Yb0 .0 5O3 -α具有明显的质子导电性 ,随着温度的升高 ,质子导电性增强 .当温度高于 80 0K时 ,质子是导体中的主要载流子 ,质子电导率可达 4 .5mS/cm .

新的燃烧工艺合成BaCe_(0.95)Y_(0.05)O_(3-δ)纳米粉

应用基于pechini法改进的新的燃烧法合成了具有单一组成的BaCe0.95Y0.05O3-δ纳米粉体。用柠檬酸和乙二醇做金属离子螯合剂制得复合前驱物溶胶。在硝酸和氨水存在的条件下燃烧复合前驱物溶胶得到粒度小于100nm,形状均匀具有钙钛矿结构的BaCe0.95Y0.05O3-δ纳米粉体。通过调节硝酸和氨水的用量可以控制粉体的粒度,柠檬酸和乙二醇的用量影响产物中碳酸盐的含量。

Pt/SrZr0.95Y0.05O3-TiO2-xNx复合催化剂的制备及模拟太阳光催化产氢活性研究

利用共沉淀法和固相法制备出SrZr_(0.95)Y_(0.05)O_(3-)微粒,采用溶胶包覆法使其与含氮TiO_2溶胶复合,并原位光沉积Pt颗粒组装成异质结复合催化剂,采用XRD、TG-DTA、紫外可见漫反射光谱(UV-VisDRS)和荧光光谱(FS)等技术对其进行了表征和分析,以草酸为牺牲剂,模拟太阳光下光催化产氢为探针,评价了催化剂的光催化活性。研究了不同氮源剂、烧结温度、载铂含量对催化剂光催化产氢活性的影响。结果表明,在模拟太阳光照射下,单独的SrZr_(0.95)Y_(0.05)O_(3-)和TiO_2几乎不产生氢气;而将两者采用溶胶包覆法复合并掺氮后,所制备出的复合催化剂表现出一定程度的产氢活性,在氮源剂为三乙胺、400℃焙烧下具有最佳的产氢活性,催化活性的提高源于复合催化剂中形成的异质结抑制了光生载流子的快速复合以及氮掺杂引起对可见光的响应;进一步负载铂后,其产氢量得到大幅度的提高,其最佳负载量为1wt%,6h内产氢量达到12.5mmol,是未负载的样品的22倍多,这是由于铂负载进一步抑制了光生载流子的复合,从而大大地提高了光催化活性。

单相Bi_(0.95)Eu_(0.05)Fe_(0.95)Co_(0.05)O_3纳米颗粒的结构及其铁磁特性

采用溶胶-凝胶法制备了单相Bi0.95 Eu0.05Fe0.95 Co0.05 O3纳米粉末。用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)测量分析了其结构和形貌,结果表明样品仍为钙钛矿菱方结构。样品Fe2p的X射线吸收谱(XAS)表明样品中Fe的价态处于Fe2+和Fe3+的混合态。利用振动样品磁强计(VSM)测量样品的磁性特征,结果表明样品具有完整闭合的磁滞回线,表现出室温的铁磁性,相比BiFeO3样品磁性得到明显增强。

冲击波作用下Pb(Zr_(0.95)Ti_(0.05))O_3铁电陶瓷去极化后电阻率动态特性

在冲击波压力作用下,极化Pb(Zr_(0.95)Ti_(0.05))O_3(PZT95/5)铁电陶瓷会发生铁电-反铁电相变失去极化,由于冲击波压力高、作用时间短,伴随材料去极化相变出现的瞬态电导特性难以准确测试.本文建立了新的实验方法,采用脉冲电容器作为冲击波加载铁电陶瓷脉冲电源的输出负载,在冲击波压力约3.5 GPa的实验中直接测得铁电陶瓷的漏电流,计算得到PZT95/5铁电陶瓷去极化后的电阻率,变化范围为2.2×10~4—3.5×10~4?·cm;在实验数据的基础上,建立了动态电阻模型,对冲击波传播过程中PZT95/5铁电陶瓷去极化后的电阻率进行了分析,初步揭示了冲击波作用下PZT95/5铁电陶瓷去极化后电阻率的动态特性.

Sol-gel法制备(Ba_(0.95)Ca_(0.05))(Sn_(0.05)Ti_(0.95))O_3薄膜及升温速度对形貌的影响

用溶胶 -凝胶法制备了光滑的 (Ba0 .95Ca0 .0 5) (Sn0 .0 5Ti0 .95)O3(以下称BCST)薄膜。研究了热处理的升温速率和处理温度对薄膜形貌的影响。SEM测试结果表明快速升温和低温 (刚高出成晶温度 )有利于获得好质量的BCST薄膜。

柠檬酸盐法制备纳米晶SrCe_(0.95)Yb_(0.05)O_3-α

用柠檬酸盐法合成了超细的SrCe0 .95Yb0 .0 5O3 α粉体。使用TG ,DTA ,XRD ,TEM测试手段 ,对试样的特性进行了表征 ,由TEM知团粒粒径范围在 40～ 6 0nm ,由XRD计算出原始晶粒的精确尺寸 14.

两步法快速退火对PSTT5铁电薄膜性能的影响

采用射频磁控溅射法在LSCO/Pt/Ti/SiO2/Si(100)衬底上制备了0.95Pb(Sc0.5Ta0.5)O3-0.05PbTiO3(PSTT5)铁电薄膜。研究了不同的快速退火(RTA)工艺对PSTT5薄膜的结晶性能和铁电性能的影响。实验结果表明,经两步法快速退火,PSTT5薄膜具有完全钙钛矿结构且呈(220)取向。PSTT5薄膜的铁电性能测试结果也表明,采用两步法RTA处理的PSTT5薄膜具有更好的铁电性能,其剩余极化强度(2Pr)可达25.4μC/cm2。

用溶胶-凝胶法在LiCo_(0.05)Mn_(1.95)O_4表面包覆Al_2O_3

首次以异丙醇铝为原料,采用溶胶凝胶法在LiCo0.05Mn1.95O4表面包覆了一层稳定的Al2O3膜。用X射线衍射、扫描电镜及其能谱对包覆前后LiCo0.05Mn1.95O4的结构进行了表征,并测试了样品在常温(25 ℃)和高温(55 ℃)时的电化学性能。研究表明,经Al2O3包覆处理后的LiCo0.05Mn1.95O4有效抑制了LiCo0.05Mn1.95O4与电解液之间的恶性相互作用,降低了Mn的溶解,稳定了LiCo0.05Mn1.95O4的结构,改善了LiCo0.05Mn1.95O4的循环性能。并研究了Al2O3不同包覆量对LiCo0.05Mn1.95O4电化学性能的影响,以Al2O3包覆量为0.5 %(质量百分数)的CAl0.5样品的循环性能较优。

Mn掺杂的Na_xCoO_2多晶制备与电输运性质研究

采用固相反应法制备了沿(00l)面高度择优取向的γ相NaxCoO2(x=0.5+δ,0.7)和Na0.5+δCo0.95Mn0.05O2系列多晶,且微量Mn掺杂阻碍了晶粒的长大。77～300K电阻率-温度曲线表明,NaxCoO2为金属的电输运行为,在相同烧结工艺下,Mn掺杂导致Na0.5+δCo0.95Mn0.05O2电阻率有很大提高且为绝缘体行为,但经920℃/10h进一步烧结后,转变为电阻率大大降低的金属行为。分析认为,Mn4+的3d轨道交叠能带e′g+a1g的电子数比Co3.5+少,使得载流子数量降低;并且Mn4+的t2g轨道的电子最高占据能级比Co3.5+低,使电子在Mn4+和Co3+/Co4+之间跃迁时存在能隙,从而电子跃迁几率降低,载流子局域化。晶界增多导致的晶界散射,也增加了电阻率。

中温SOFC复合阴极材料的制备及性能

在La0.7Sr0.3Co0.95Cu0.05O3-δ中掺入不同比例的Ce0.8Sm0.2O1.9制成中温固体氧化物燃料电池(IT-SOFC)复合阴极材料,对其进行晶体结构表征和高温电导率、热膨胀系数和阴极过电位测试。结果表明,Ce0.8Sm0.2O1.9的掺入不但有效地降低了La0.7Sr0.3Co0.95Cu0.05O3-δ阴极材料的热膨胀系数,而且Ce0.8Sm0.2O1.9掺入量为10%(质量分数,下同)的样品,其电导率高于La0.7Sr0.3Co0.95Cu0.05O3-δ,并且它在相同过电位下其阴极电流密度也大于其他样品。以其为阴极的SOFC单电池,在850℃最大短路电流密度达511mA/cm2,最大输出功率密度为106mW/cm2。

紫光对外延掺锰铁酸铋薄膜物性的影响

采用溶胶-凝胶的方法在(001)取向的SrRuO3/SrTiO3(SRO/STO)异质结上制备了外延BiFe0.95Mn0.05O3(BFMO)薄膜,并以氧化铟锡(ITO)作为上电极构架了ITO/BFMO/SRO型电容器。研究表明,BFMO薄膜为良好的外延生长,当波长为404 nm的紫光入射到电容器表面,产生光电导,漏电流密度变大;测试电压为5 V时,无光和光照时的漏电流密度分别为2.92 mA/cm2和10.10 mA/cm2。通过对电流密度的拟合发现:欧姆传导为外延ITO/BFMO/SRO电容器的主要漏电机制,并且光照没有改变电容器的导电机制。在紫光照射下,外延ITO/BFMO/SRO电容器的电滞回线发生变化,这是由于光照在薄膜内部产生光生载流子的缘故。由于光辐射的作用,外延ITO/BFMO/SRO电容器的电容增大。

微秒脉冲电场下Pb0．99(Zr0．95Ti0．05)0．98Nb0．02O3陶瓷击穿过程电阻变化规律

陶瓷作为应用非常广泛的一种材料,其电击穿问题一直是研究的重点和热点.由于击穿过程涉及热、光、电多场耦合效应,目前还没有一个普适的模型能够解释陶瓷击穿问题.针对此问题进行分析,实验中采用脉冲高压发生装置击穿陶瓷,通过对陶瓷击穿过程中等效电阻的研究,揭示了PZT95/5陶瓷样品体击穿和沿面闪络形成过程的异同.结果显示,在两种击穿模式下,陶瓷样品内部均会在40 ns左右形成导电通道,陶瓷等效电阻急剧下降至10~5?量级;然后体击穿与沿面闪络的导电通道以不同的速率继续扩展;电阻减小速率与导电通道上载流子的浓度有关,二者的等效电阻以不同速率减小,直至导电通道达到稳定.

BiFe_(0.95)Mn_(0.05)O_3薄膜阻变效应的空间电荷限制电流机理分析

研究了BiFe0.95Mn0.05O3薄膜器件的双极性阻变效应。通过对薄膜器件的电流电压曲线进行电导机制的拟合分析,发现在低阻态时其电流电压关系遵循欧姆定律,而在高阻态时则满足指数分布陷阱控制的空间电荷限制电流规律。同时,还研究了限制电流对双极性阻变效应的影响,结果表明通过调节限制电流值,可以改变薄膜内形成的导电丝粗细,从而得到不同的低阻态,实现薄膜器件的多态存储功能。在导电丝理论的基础上,利用指数分布陷阱控制的空间电荷限制电流机理对这一现象进行了详尽的阐述。

化学镀法制备Ni/SrCe_(0.95)Yb_(0.05)O_(3-α)陶瓷基电极

本文采用化学镀法在陶瓷基SrCe0.95Yb0.05O3-α表面镀镍制备N i/SrCe0.95Yb0.05O3-α陶瓷基电极,利用扫描电镜观察N i电极的表面和截面形貌,用EDAX测定镀层的成分,并初步探讨了在陶瓷基上化学镀镍的工艺条件.结果发现采用HF:浓H2SO4:K2Cr2O7溶液(体积比)为1:1:3的粗化液以及用异丙醇作敏化剂所得镍层最好.