Sm0.9Sr0.1AlO3-δ钙钛矿氧化物的固相反应合成和电学性能

用固相反应法制备了Sm_0.9Sr_0.1AlO_3-δ钙钛矿氧化物陶瓷.通过XRD,SEM和交流复阻抗谱以及氧浓差电池方法研究了样品的物相结构、微观形貌、电学性能及输运机理.结果表明,在1650℃烧结时,可以制备出单相的具有四方钙钛矿结构的氧化物Sm_0.9Sr_0.1AlO_3-δ;1650℃烧结16 h时的Sm_0.9Sr_0.1AlO_3-δ样品具有最高的相对密度和电导率,其值分别为96.7%和1.3×10^-2S/cm(900℃),比未掺杂的SmAlO₃的电导率大4个数量级左右,高温区电导活化能(T>670℃)小于低温区电导活化能(T<670℃);Sm_0.9Sr_0.1AlO_3-δ在空气气氛中是一个氧离子和电子空穴的混合导体,氧离子迁移数在0.7左右,并随温度升高逐渐增加,氧离子电导活化能(0.95eV)大于空穴电导活化能(0.84eV),900℃时氧离子电导率为9.65×10^-3S/cm. 关键词： 3')" href="#">SmAlO₃ 氧离子导电性 混合导体 活化能     

La0.9Sr0.1MnO3薄膜中电流效应研究

用直流磁控溅射法在(100)LaAlO₃衬底上制备了La_0.9Sr_0.1MnO₃薄膜.经退火处理后薄膜的原子力显微镜形貌观测和X射线衍射分析显示具有比较好的质量.电阻率-温度关系表明La_0.9Sr_0.1MnO₃薄膜在281 K处发生金属绝缘体转变.电流在0.01—4 mA范围内，薄膜的峰值电阻率随电流增大而减小，在4 mA下获得了30.5%的峰值电阻率变 关键词： 掺杂锰氧化合物 0.9Sr_0.1MnO₃薄膜')" href="#">La_0.9Sr_0.1MnO₃薄膜 电流诱导效应 相分离理论     

双掺杂的Sm0.9Sr0.1Al1-xCoxO3-δ钙钛矿结构导电陶瓷的制备及其电性能

采用有机凝胶法结合高温烧结制备了Sm_0.9Sr_0.1Al_1-xCo_xO_3-δ (SSAC,x = 0.2,0.4,0.5,0.6) 系列钙钛矿结构混合导电陶瓷,并详细讨论了烧结温度和Co掺杂量对其晶体结构、相组成和电性能的影响.X射线衍射结果显示,过高的烧结温度或Co掺杂量都会导致杂相Sm(Sr)CoO₃生成,Co在该体系的固溶限位于50mol%—60mol%之间,Co对Al的部分取代使晶格体积增大.电性能测量结果表明,SSAC陶瓷的电导率主要取决于p型电导,其导电行为符合小极化子跳跃导电机制;随着烧结温度的升高,材料的电导率逐渐增大;在固溶限内随Co含量的增加,SSAC陶瓷的电导率增大,表观活化能减小;1200 ℃烧结10 h制得的单相Sm_0.9Sr_0.1Al_0.5Co_0.5O_3-δ陶瓷体在800℃的电导率达63.4 S/cm,表观活化能为0.14eV.具有良好电性能的SSAC导电陶瓷有望应用于高温电化学领域. 关键词： 导电陶瓷 3')" href="#">Sr和Co掺杂的SmAlO₃ 有机凝胶法 电性能     

氧离子导体La1.9Y0.1Mo2O9细晶粒陶瓷的制备和电学性质研究

采用溶胶凝胶法合成的La_1.9Y_0.1Mo₂O₉纳米晶粉体, 结合微波烧结技术制备出不同晶粒度的La_1.9Y_0.1Mo₂O₉块体样品. 利用X射线衍射仪(XRD)、高分辨透射显微镜(HRTEM)、场扫描显微镜(SEM)对粉体及陶瓷块体的物相、 形貌进行了表征, 利用交流阻抗谱仪测试了样品不同温度下的电导率. 实验结果表明, 掺Y的La_1.9Y_0.1Mo₂O₉能将高温立方β 相稳定到室温; 块体样品致密均匀, 平均晶粒度范围在60 nm–4 μm之间; 致密度高的样品表现出高的电导率, 其中900 ℃烧结样品的电导率600 ℃时高达0.026 S/cm, 比固相反应法制备的La_1.9Y_0.1Mo₂O₉样品高出约1倍. 总结认为样品的致密性对电导率影响较大, 是通过影响晶界电导率来影响总电导率的, 样品的晶粒度(在60 nm–4 μm范围内)对电导率的影响还不能确定. 关键词： 氧离子导体 1.9Y_0.1Mo₂O₉')" href="#">La_1.9Y_0.1Mo₂O₉ 细晶粒陶瓷 微波烧结     

(La0.7Sr0.3MnO3 )m(BiFeO3)n 超晶格结构的导电机理

利用射频磁控溅射的方法在SrTiO₃(001) 基片上制备了(La_0.7Sr_0.3MnO₃)_m(BiFeO₃)_n超晶格结构.对所制备的超晶格结构进行了50—150℃温度范围内的电流-电压测试分析.结果表明,随着BiFeO₃薄膜的厚度减小,温度的升高,(La_0.7Sr_0.3MnO₃)_m(BiFeO₃)_n超晶格结构的电流变大.进一步根据介质导电模型对(La_0.7Sr_0.3MnO₃)_m(BiFeO₃)_n超晶格结构的导电特性做了分析.在温度较低或者电场较弱时,所制备的(La_0.7Sr_0.3MnO₃)_m(BiFeO₃)_n超晶格结构表现为欧姆导电,而在高温,高电场的情况下,其导电行为由空间电荷限制电流机理主导. 关键词： 超晶格薄膜 多铁 空间电荷限制电流     

纳米多晶La0.7Sr0.3MnO3－δ的输运性质和磁电阻效应研究

利用溶胶-凝胶法制备了纳米多晶La_0.7Sr_0.3MnO_3-δ(LSM)块体样品.详细研究了在不同烧结温度下的LSM样品电阻率随测量温度的变化关系和磁电阻效应.随着测量温度从室温降低,电阻率ρ都在250K附近存在最大值,低于该温度后,样品表现为金属导电特性,随后在50K左右存在一极小值.即随着温度从50K左右降低到4.2K,ρ反而逐渐升高,表现为绝缘体性的导电特性.研究表明,在低温下(<50K),ρ随温度降低而升高的现象与隧穿效应的理论模型(lnρ∝T^1/2)符合得很好,表明这种现象是由于传导电子在通过邻近LSM晶粒间表面/界面层时的隧道效应所致.而在50—250K的温度范围内,其电阻率与T²成正比,表现为LSM本征的金属导电特性.因此这种低温下电阻率的极小值现象来源于隧穿效应和LSM晶粒本征的金属导电特性的相互竞争.本文还详细研究了相应的隧道磁电阻效应. 关键词： 0.7Sr_0.3MnO_3-δ')" href="#">多晶La_0.7Sr_0.3MnO_3-δ 隧道效应 隧道磁电阻效应     

多晶La0.7Sr0.3MnO3的低温输运性质和磁电阻效应

详细研究了由纳米晶粒组成的块体多晶La_0.7Sr_0.3MnO₃(LSM)的电阻率和磁电阻效应,以及它们的温度依赖性.随着温度从室温降低,电阻率(ρ)在250K附近存在一最大值,低于该温度后,样品表现为金属导电特性,随后在50K附近存在一极小值.也就是说在低于50K的温度范围内,随着温度降低ρ反而升高,表现为绝缘体性的导电特性.经研究发现,这种随温度降低ρ反而增加的现象与隧穿效应的理论模型(lnρ∝T^-1/2)符合得很好 关键词： 0.7Sr_0.3MnO₃')" href="#">多晶La_0.7Sr_0.3MnO₃ 隧道效应 隧道磁电阻效应     

多铁材料Bi1-xCaxFeO3的介电、铁磁特性和高温磁相变

采用溶胶凝胶法制备Bi_1-xCa_xFeO₃ (x=0, 0.05, 0.1, 0.15, 0.2)陶瓷样品. X衍射图谱表明所有样品的主衍射峰均与纯相BiFeO₃相符合且具有良好的晶体结构. 随着x的增大, Bi_1-xCa_xFeO₃样品的主衍射峰由双峰(104)与(110) 逐渐重叠为单峰(110), 当x ≥0.15时, 样品呈现正方晶系结构; 扫描电镜形貌分析可知, 晶粒由原来的0.5 μm逐渐增大到2 μm. Bi_1-xCa_xFeO₃样品介电常数和介电损耗随着x 的增加先增大而后减小. 当f=1 kHz, Bi_0.9Ca_0.1FeO₃ 的介电常数达到最大值, 是BiFeO₃的7.5倍, 而Bi_0.8Ca_0.2FeO₃的介电常数达到最小值, 仅仅是BiFeO₃的十分之一. Bi_1-xCa_xFeO₃样品所呈现的介电特性是由偶极子取向极化和空间电荷限制电流两种极化机理共同作用的结果. 随着Ca²⁺ 的引入, BiFeO₃ 样品的铁磁性显著提高. X射线光电子能谱图表明Fe²⁺和Fe³⁺ 共存于Bi_1-xCa_xFeO₃ 样品中, Fe²⁺/Fe³⁺比例随着Ca²⁺ 掺杂量的增加而增大, 证明Ca²⁺掺杂增加了Fe²⁺的含量, 增强BiFeO₃的铁磁特性. 从M-T曲线观察到BiFeO₃样品在878 K附近发生铁磁相变, 示差扫描量热法测试再次证明BiFeO₃ 在878 K发生相变. Ca²⁺掺杂使BiFeO₃样品的T_N略有变化而T_M基本不变, 其主要原因是Fe-O-Fe反铁磁超交换作用的强弱和磁结构相对稳定.     

La0.1Bi0.9-xEuxFeO3化合物的结构与性能研究

利用固相反应烧结技术制备La_0.1Bi_0.9-xEu_xFeO₃系列化合物. 利用X射线粉末衍射进行物相鉴定和结构分析,确定了材料的相关系：x≤0.05,材料为R3c结构相;0.08≤x≤0.12,材料为赝R3c结构相;x≥0.15是Pbnm相,其中0.15≤x≤0.20区域Pbnm相存在畸变. 磁测量结果表明,材料具有弱铁磁性,对于x≤0.20材料,磁矩在x=0.12成分存在极值. 利用阻抗分析仪测量了室温介电常数随成分的变化关系.讨论了材料的结构与弱铁磁性和室温介电常数间的关系. 关键词： 0.1Bi_0.9-xEu_xFeO₃')" href="#">La_0.1Bi_0.9-xEu_xFeO₃ X射线衍射 磁性 介电常数     

烧结温度对La0.1Sr0.9TiO3陶瓷热电性能的影响

利用传统固相反应方法, 分别在1440℃, 1460℃, 1480℃和1500℃烧结条件下, 制备了钙钛矿结构的La_0.1Sr_0.9TiO₃陶瓷样品. 样品的粉末X射线衍射结果显示, 不同烧结温度的La_0.1Sr_0.9TiO₃ 陶瓷样品均为单相的正交结构. 从样品的扫描电子显微照片来看, 随着烧结温度的增加, 平均晶粒尺寸逐渐增大. 在室温至800℃的测试温区, 测试了样品的电阻率和Seebeck系数, 系统地研究了不同烧结温度对样品热电性能的影响. 结果表明, 样品的电阻率在测试温区内随着测试温度的升高先略微降低, 然后逐渐升高;总体来看, 样品的电阻率随烧结温度的升高先增大后降低. 在测试温区内, Seebeck系数均为负值, 表明样品的载流子为电子; 随着测试温度的升高, Seebeck系数绝对值均有所增大;随烧结温度升高, Seebeck系数绝对值逐渐增大后显著降低. 1480℃制备的样品因其相对较低的电阻率和相对较高的Seebeck系数绝对值, 在165℃时得到最大的功率因子21 μW·K^-2·cm^-1.     

Thermoelectric power factor of RuSr2GdCu2O8

The influence of thermal treatment between 1273 and 1333?K in an oxygen atmosphere on the perovskite system RuSr₂GdCu₂O₈ was studied by X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy, electrical resistivity and Seebeck coefficient measurements. The XRD patterns revealed that the phase purity depends on the sintering process. The samples were found to exhibit very small crystallite sizes in the nanometer range. The electrical resistivity was found to be strongly correlated with the heat treatment. The temperature dependence of electrical resistivity for one sample revealed semiconducting behavior, whereas the others exhibit metallic behavior. All the investigated samples exhibit a positive thermoelectric power, indicating the predominance of positive charge carriers. It was found that the power factor reaches a maximum value of 0.4?×?10^?4?W?m^?1?K^?2 at 300?K.     

Nb掺杂对还原性烧结的TiO2-δ陶瓷的晶体结构及热电性能的影响

利用传统的固相反应法在还原性气氛1200 ℃下分别制备出不同Nb掺杂量的Ti_1-xNb_xO_2-δ陶瓷样品.样品的粉末X射线衍射(XRD)结果显示:Nb掺杂量x较低时样品为多相混合,当Nb掺杂量x>0.02时样品为单一的四方相金红石型结构.在室温到900 K的测试温区,测试了单相样品(x=0.02,0.03,0.04)的电导率、Seebeck系数和热导率.测试 关键词： 氧化钛陶瓷 热电性能 氧空位     

CaCu3Ti4O12陶瓷的微观结构和电学性能

利用传统的固相反应工艺，在不同的烧结温度下制备了一系列的CaCu₃Ti₄O₁₂陶瓷样品，考察了其微观结构以及介电和复阻抗方面的电学性质.研究发现这些样品在微观结构方面可分为三种类型，高介电性与微观结构有着密切的关联性.室温下，样品的低频介电常数随陶瓷晶粒尺寸的增大而提高.随着测试温度的升高，不同微观结构类型的样品呈现出不同的电学性质的变化，但其中也存在着一些相同的特征.高温下，介电频谱呈现出一个低频介电响应和两个类Debye型弛豫色散，复阻抗谱呈现出三个Cole-Cole半圆弧.将实验上观测到的电学性质的起因归于陶瓷多晶微结构中的晶畴、晶界和晶粒内的缺陷. 关键词： 3Ti₄O₁₂')" href="#">CaCu₃Ti₄O₁₂ 微观结构 电学性质     

非化学计量比AgSbTe2+x化合物制备及热电性能

采用高纯元素直接熔融、淬火并结合放电等离子烧结方法制备了非化学计量比AgSbTe_2+x(x=0—0.05)系列样品,研究了不同Te含量在300—600 K范围内对样品热电性能的影响规律.结果表明:随着Te含量的增加,Ag⁺离子空位浓度增加,空穴浓度和电导率大幅度提高,Seebeck系数减小.热导率随Te过量程度的增加略有增加,但所有Te过量样品的晶格热导率均介于0.32—0.49 W/mK之间,低于化学计量比样品的值,接近理论最低晶格热导率.AgS 关键词： 2')" href="#">AgSbTe₂ 非化学计量比 热电性能 热导率     

聚对苯撑/LiNi0.5Fe2O4纳米复合热电材料的制备及其性能研究

本文以流变相反应法原位合成了聚对苯撑/LiNi_0.5Fe₂O₄纳米复合热电材料,并对其热电性能进行表征,研究了放电等离子烧结时保温时间对其热电性能的影响.结果发现,复合材料铁氧体颗粒粒径为100---300nm,其外部被一层聚对苯撑膜包覆.电子在Fe²⁺和Fe³⁺之间的跳跃机理在铁氧体电导中占主导作用,因此聚对苯撑/LiNi_0.5Fe₂O₄复合材料具有n型导电特性.随着保温时间增加,复合材料电导率基本不变,但热导率逐渐增大且Seebeck系数逐渐减小,导致热电优值系数降低.由于结合了有机物高电导率和低热导率以及无机材料高赛贝克系数的优点,所制备的复合材料热电性能较单一材料有较大提高.     

Influence of Sr substitution on thermoelectric properties of La1−xSrxFeO3 ceramics

Perovskite La_1−xSr_xFeO₃ (0.10 ⩽ x ⩽ 0.20) ceramics have been synthesized by the conventional solid-state reaction technique. Their electrical resistivity, Seebeck coefficient and thermal conductivity have been measured. It has been found that the increase of Sr content reduces significantly both the electrical resistivity and the Seebeck coefficient, but slightly increases the high-temperature thermal conductivity. An adiabatic hopping conduction mechanism of small polaron is suggested from the analysis of the temperature dependence of the electrical resistivity. Seebeck coefficients decrease with increasing temperature, and saturate at temperature above 573 K. The saturated value of Seebeck coefficient decreases with increasing of Sr contents, from 200 μV/K for x = 0.10 to 100 μV/K for x = 0.20. All samples exhibit lower thermal conductivity with values around 2.6 W/m K. The highest dimensionless figure of merit is 0.031 at temperature 973 K in La_0.88Sr_0.12FeO₃.     

(Sb2Te3)0.75(1－x)(Bi2Te3)0.25(1－x)(Sb2Se3)x机械合金化粉体的制备及其冷压烧结样品的热电性能研究

采用机械合金化法制备了p型赝三元(Sb₂Te₃-Bi₂Te₃-Sb₂Se₃)合金粉体，对其进行XRD分析表明Te，Bi，Sb，Se单质粉末，经100h球磨后实现了合金化；SEM分析表明所得机械合金化粉体材料颗粒均匀、细小，颗粒尺寸在10nm到100nm量级.使用这种粉体制备了冷压烧结块体样品，在室温下测量了温差电动势率(α)和电导率(σ)，研究了烧结温度对材料热电性能的影响，结果表明在低于300℃的烧结温区，样品室温下的热电性能随烧结温度的升高不断提高，功率因子(α²σ)由未烧结样品的0.59μW cm^-1K^-2升高到在300℃下烧结样品的15.9μW cm^-1K^-2，这一结果对确定材料的最佳烧结温度具有重要意义. 关键词： 赝三元热电材料 机械合金化 冷压 烧结     

Annealing effects on the structural and electrical transport properties of n-type Bi2Te2.7Se0.3 thin films deposited by flash evaporation

N-type Bi₂Te_2.7Se_0.3 thermoelectric thin films with thickness 800 nm have been deposited on glass substrates by flash evaporation method at 473 K. Annealing effects on the thermoelectric properties of Bi₂Te_2.7Se_0.3 thin films were examined in the temperature range 373-573 K. The structures, morphology and chemical composition of the thin films were characterized by X-ray diffraction, field emission scanning electron microscope and energy dispersive X-ray spectroscopy, respectively. Thermoelectric properties of the thin films have been evaluated by measurements of the electrical resistivity and Seebeck coefficient at 300 K. The Hall coefficients were measured at room temperature by the Van der Pauw method. The carrier concentration and mobility were calculated from the Hall coefficient. The films thickness of the annealed samples was measured by ellipsometer. When annealed at 473 K, the electrical resistivity and Seebeck coefficient are 2.7 mΩ cm and −180 μV/K, respectively. The maximum of thermoelectric power factor is enhanced to 12 μW/cm K².     

Modified texture and high temperature transport properties of doubly substituted BaxAgyCa2.8Co4O9 thermoelectric oxide

Doubly substituted polycrystalline compound bulk samples of Ba_xAg_yCa_2.8Co₄O₉ were prepared via citrate acid sol-gel method followed by spark plasma sintering. The phase composition, orientation, texture and high temperature electrical properties were systematically investigated. The results showed that the orientation and the texture could be modified by altering ratio of Ba to Ag. The resistivity and the Seebeck coefficient of substituted samples were decreased by decreasing Ba/Ag ratio except for that of Ba_0.1Ag_0.1Ca_2.8Co₄O₉ sample with lowest electrical resistivity (7.2 mΩ cm at 973 K), moderately high Seebeck coefficient (172 μV/K at 973 K) and improved power factor (0.42 mW/mK² at 973 K).