镍掺杂铁酸铋薄膜的电磁性能研究

利用溶胶-凝胶工艺在ITO/玻璃衬底上制备了纯相铁酸铋(BiFeO3,BFO)和镍掺杂铁酸铋(BiFe09Ni0.1O3,BFNO)薄膜.X-射线衍射(XRD)测试表明纯相和镍掺杂铁酸铋分别为扭曲钙钛矿结构和四方相结构,具有不同的空间对称性.镍掺杂后(012)衍射峰宽化,峰强变弱,说明晶粒变小,并由原子力显微镜(AFM)测试得到验证.镍掺杂铁酸铋具有更大的介电常数和较小的漏电流.铁电测试仪和振动样品磁强计(VSM)测试结果表明镍的掺入可以迸一步提高铁酸铋的室温铁电性和铁磁性.     

La掺杂BiFeO3薄膜铁电及光学性能研究

利用溶胶-凝胶法分别在Pt/TiO2/SiO2/Si和ITO/玻璃衬底上制备纯相的铁酸铋(BiFeO3)和La掺杂的铁酸铋(Bi1-xLaxFeO3,x=0.05,0.1)薄膜.XRD测试表明BLFO薄膜为纯钙钛矿相,都呈(111)方向的菱形结构,La掺杂可以提高BFO薄膜的结构稳定性.镧掺杂铁酸铋具有更大的剩余极化值和较小的漏电流.此外,随着La成分的增加,薄膜的基本吸收边呈现红移,并通过Tauc公式计算拟合观察到BLFO的光学带隙逐渐减小.结果发现随着La掺杂量(0,5mol;,10mol;)逐渐增大,薄膜的剩余极化值越大,其禁带宽度(Eg)越小.     

溶胶-凝胶法制备BiFeO3薄膜的结构及物性研究

应用溶胶-凝胶法在Pt/Ti/SiO2/Si(001)基片上制备了BiFeO3薄膜,构架了Pt/BiFeO3/Pt电容器.采用X射线衍射仪和铁电测试仪研究了Pt/BiFeO3/Pt电容器的结构和物理性能.实验发现BiFeO3最佳的结晶温度为600 ℃,X射线衍射图谱显示BiFeO3薄膜结晶状况良好,原子力显微镜照片显示BiFeO3表面颗粒均匀.Pt/BiFeO3/Pt电容器具有良好的电学性能,在驱动电压为5 V的情况下,Pt/BiFeO3/Pt电容器的电滞回线具有良好的对称性,漏电流密度小于10-4 A/cm2,研究发现BiFeO3薄膜log(J)/log(E)关系满足空间电荷限制电流传导机制.     

锌掺杂对铁酸铋薄膜结构及多铁性能的影响

采用溶胶-凝胶法在Pt/Ti/SiO₂/Si衬底上成功制备了BiFe_1-xZn_xO₃(BFZO)(x=0、2%、4%、6%)(摩尔分数)薄膜,并系统研究了Zn掺杂对BiFeO₃(BFO)薄膜结构、表面形貌、漏电流密度、铁电及铁磁性能的影响。XRD图谱显示,所有样品均为钙钛矿结构,无其他杂质相引入。扫描电子显微镜(SEM)测试表明,当Zn掺杂量(x)为4%时,BFZO薄膜表现出均匀的细晶粒和更高的密度,有助于改善漏电流密度。漏电流密度曲线表明,在300 kV/cm的电场下,BiFe_0.96Zn_0.04O₃薄膜的漏电流密度(J)最低为1.56×10^-6 A/cm²,比纯BFO薄膜的低3个数量级。同时,BiFe_0.96Zn_0.04O₃薄膜在室温下表现出较大的剩余极化(2P_r=20.91μC...     

铋铁共掺纳米TiO2复合薄膜的制备及光催化性能

本文以钛酸丁酯、硝酸铋、硝酸铁为主要原料,采用溶胶-凝胶法制备了铋铁共掺的纳米TiO2复合薄膜.用XRD、UV-VIS、SEM及降解率等方法对样品进行了表征.以甲基橙为降解物,考察Bi3+和Fe3+掺杂对TiO2复合薄膜催化剂的光催化活性影响及其机理研究.结果表明Bia+和F3+掺杂后,纳米TiO2复合薄膜光催化活性有了明显的提高.     

Eu3+、Pr3+、Nd3+、Er3+掺杂锗酸铋晶体的荧光光谱

本文分别测量了四种稀土离子(Eu3+、Pr3+、Nd3、Er3+)掺杂BGO晶体的荧光光谱,并对晶体的发光机制进行了分析.结果表明,掺杂稀土元素的离子半径是影响BGO晶体发光效率的重要因素之一.     

Sm、Co共掺杂对BiFeO3陶瓷漏电流和铁磁特性的影响

采用快速液相烧结法制备Bi0.95 Sm0.05Fe1-x Cox O3(x=0、0.05、0.1)陶瓷样品,利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、振动样品磁强计(VSM)对其结构、形貌和磁性进行了测量与分析.结果表明:所有样品的主衍射峰与纯相BiFeO3相吻合且具有良好的晶体结构,样品晶粒的大小随着Sm3+、Co3+掺杂而变小,其晶粒尺寸在1～5 μm; Sm3+、Co3+共掺杂有效地减小BiFeO3陶瓷的漏导电流,漏导电流密度下降1～2个数量级;所有样品在磁场为1000 Oe作用下具有完整的的磁滞回线,呈显出较弱的铁磁性.随着掺杂量x的增加,样品的铁磁性显著提高.当x为0.1时,样品具有较好的的铁磁特性.这可以理解为Sm3+、Co3+的掺杂,破坏BiFeO3样品中原有的反铁磁结构,形成一种新的亚铁磁结构,导致掺杂Co3+的样品磁性大幅度增强.     

铁酸铋微晶玻璃的析晶行为及介电性能研究

采用整体析晶法制备了铁酸铋微晶玻璃,通过XRD、DSC、FT-IR、Raman、SEM与电性能测试,研究了不同熔融温度对微晶玻璃的物相组成、微观结构及介电性能的影响.研究结果表明,不同熔融温度的微晶玻璃由非晶态的Bi2O3、Fe2O3和晶态的BiFeO3、Bi2Fe4O9组成.在较低的熔融温度时,微晶玻璃中还存在晶态的Bi2O3.在较高的熔融温度时,存在Bi25FeO40相.1070℃熔融的微晶玻璃于600℃晶化12h后,晶粒尺寸均匀,相比于BiFeO3陶瓷具有更高的介电常数(～ 100),更低的介电损耗(～0.14).铁酸铋微晶玻璃特殊的结构降低了漏导电流,测得饱和的电滞回线,饱和极化强度为1.0 μC/cm2.     

Fe、Ni共掺杂ZnO薄膜的溶胶-凝胶法制备及性能研究

采用溶胶-凝胶法在玻璃基片上旋涂生长了ZnO、Fe, Ni单掺杂及(Fe,Ni)共掺杂ZnO薄膜.产物的显微照片及XRD图谱结果表明, 该方法所制备的ZnO薄膜表面均匀致密,都存在(002)择优取向,具有六角纤锌矿结构,晶粒尺寸平均在13 nm 左右,振动样品磁强计(VSM)测试结果显示掺杂ZnO薄膜均存在室温铁磁性.光致发光(PL)测量表明所有样品薄膜的PL谱主要由较强的紫外发光峰(394 nm)、蓝光峰(420 nm)、绿光峰(480 nm)组成.Fe、Ni单掺杂和共掺杂并不改变ZnO薄膜的发光峰位置,但掺杂后该紫外发光峰减弱,420 nm处的蓝光峰增强.     

Y3+掺杂BST/ZrO2复合薄膜的制备及介电性能研究

运用溶胶-凝胶法在Si/SiO2/Ti/Pt基底上制备了掺杂不同量的Y3+的单层Ba0.65Sr0.35TiO3 (BST)薄膜和并联结构的BST/ZrO2复合薄膜.研究发现:当BST溶胶中掺入了适量的Y3+后,制备的单层BST的表面形貌得到改善,介电性能提高;掺杂的Y3+为1mol;时单层BST薄膜介电性能最佳,介电常数为400.53;介电损耗为0.0125.BST/ZrO2复合薄膜的电容值相对于单层BST薄膜得到明显提高,当烧结温度为750℃时,BST/ZrO2复合薄膜综合介电性能最佳,介电常数790.12;介电损耗达到0.051.     

纳米晶粉体加入量对CSBT陶瓷厚膜结构及性能的影响

采用粉末溶胶法和快速层层退火工艺,在Pt/Ti/SiO2/Si基片上制备了钙锶铋钛(CSBT)陶瓷厚膜.研究了纳米晶粉体加入量对钙锶铋钛陶瓷厚膜结构及性能的影响.结果表明:纳米晶粉体加入量在较宽的范围内可以制备出高质量的钙锶铋钛厚膜,厚膜的显微结构及铁电性能对粉末的加入量比较敏感,适当的加入量有利于促使厚膜晶粒的a轴择优取向,从而有利于膜的铁电性能.当粉末加入量为7.5 g/100 mL时,钙锶铋钛陶瓷厚膜晶粒出现a轴择优取向,剩余极化和矫顽场强分别为6.3 μC/cm2和57 kV/cm,具有较高的应用价值.     

Pr3+,Tm3+共注入氮化铝薄膜的光谱特性

采用离子注入的方法在氮化铝薄膜中实现pr3和Tm3元素的单掺杂和共掺杂.以Raman光谱为主要表征手段,对离子注入过程中薄膜内部的应力变化进行研究;以阴极荧光为主要表征手段,对其低温和室温下的发光特性进行研究.Raman光谱的结果显示,离子注入过程使得薄膜内部应力下降,而退火过程使得薄膜内部应力升高.阴极荧光光谱结果显示,AIN:Pr3+主要跃迁峰位于528 nm;AIN:Tm3+主要跃迁峰位位于467 nm;AIN:Pr3+,Tm3+主要跃迁峰位位于528 nm和467 nm.AIN:Tm3+的低温光谱显示,与1I6和1D2两个能态相关的跃迁峰相对强度会随着温度出现急剧变化,由此表明在Tm3+之间存在与温度相关的相互作用.     

钆镱共掺杂铝酸钇晶体的生长及性能研究

采用单晶提拉法成功生长出优质的Gd³⁺/Yb³⁺共掺铝酸钇晶体。对晶体的结构、分凝系数、光谱和激光性能进行了表征,结果表明:所生长的晶体空间群为Pnma,属于正交晶系,Yb³⁺的分凝系数为1.13。从偏振吸收和荧光光谱发现,b偏振方向时,晶体在980 nm处吸收截面为2.14×10^-20 cm²,适用于InGaAs 激光二极管泵浦;在1 044 nm处的发射截面为0.39×10^-20 cm²,荧光寿命为1.638 ms。此外,对b切向的Gd/Yb∶YAP晶体进行激光实验,在1 μm处实现连续激光输出,斜率效率为23.5%,最大输出功率可达0.51 W。     

0.87Na0.5Bi0.5TiO3-0.13PbTiO3薄膜的MOSD+Dipping制备

采用MOSD+Dipping方法在P型Si(111)衬底上制备了0.87Na0.5Bi0.5TiO3-0.13PbTiO3薄膜.用X射线衍射技术研究了薄膜的结构和结晶性.用原子力显微镜分析了薄膜的表面形貌.同时还研究了薄膜的存储性能.     

衬底温度对Cu2O薄膜结构和性能的影响

采用射频磁控溅射技术在石英衬底上制备了Cu2O薄膜。系统研究了衬底温度对薄膜结构、光学和电学性能的影响。XRD的结果显示,在所有衬底温度条件下均可得到单相的Cu2O结构,而且随着衬底温度由500 K升至800 K,薄膜表现出(111)择优取向的生长特点。电学和光学测试结果表明,室温电导率和光学带隙随着衬底温度的升高而增加,800 K制备的薄膜的带隙值最高约为2.58 eV。     

溶胶-凝胶法制备(Ba,Sr,Ca)TiO3薄膜及其介电调谐性能分析

本文采用溶胶-凝胶法在Pt(111)/TiO2/SiO2/Si衬底上制备了(Ba0.6Sr0.4)1-xCaxTiO3(BSCT)(x=0,0.1,0.2,0.3,0.4)薄膜.XRD及SEM结果表明表明,薄膜结晶良好,形成单一的钙钛矿结构,没有明显的裂缝.薄膜厚度大约为500nm.从介电常数和直流偏压电场的关系曲线上并没有滞后现象,这说明BSCT薄膜处于顺电相.随着x的增加,薄膜的介电常数、介电损耗和调谐率都有所下降,而优值有所提高.J-V特性表明Ca的加入显著降低了薄膜的漏电流.     

硅基(001)取向Pb(Mn1/3Nb2/3)O3-Pb(Zr,Ti)O3薄膜的制备及其铁电性能研究

采用磁控溅射法在LaNiO3/Si衬底上制备了6;Pb(Mn1/3Nb2/3)O3-94; Pb(Zr0.52 Ti0.48) O3 (PMnN-PZT)铁电薄膜,对其微结构和铁电特性进行了研究.结果表明,该铁电薄膜呈(001)高度择优取向,取向度高达98;.经过1010次铁电循环测试,铁电薄膜无疲劳现象;在104 s时间内,薄膜的铁电保持和印记特性稳定,无明显退化.该结果说明LaNiO3氧化物电极会降低PMnN-PZT薄膜的氧空位浓度,有效地缓解了电荷注入的问题,因此改善了PMnN-PZT薄膜的铁电性能.     

钴酸钙薄膜的制备及高温吸波性能研究

以溶胶凝胶法制备的钴酸钙粉体为基础材料,在氧化铝陶瓷基板上涂覆烧结形成了钴酸钙薄膜,研究了薄膜的物相结构、温阻特性及电磁波吸收性能.研究发现,溶胶凝胶法制备的钴酸钙粉体由Ca9 Co12 O28相组成,粉体颗粒均匀,具有一定的取向性生长,呈明显的片层状结构.烧结后的钴酸钙薄膜由细小的Ca3 Co4 O9相组成,与氧化铝...     

退火温度对Co掺杂CeO2稀磁氧化物薄膜的结构和铁磁性能的影响

采用溶胶-凝胶法,在Si(100)和石英玻璃衬底上制备了3;Co掺杂CeO2稀磁氧化物薄膜,研究了不同退火温度(500 ℃, 600 ℃和700 ℃)对薄膜结构和铁磁性能的影响.XRD 和拉曼光谱结果表明,随着退火温度的升高,薄膜晶化度明显提高.不同退火温度下的3;Co掺杂CeO2薄膜为多晶薄膜,且未破坏CeO2原有的结构.随着退火温度的升高, 晶粒尺寸逐渐增大.另外,3;Co掺杂CeO2薄膜在可见光范围内都有很好的透射率,其室温下的光学带隙Eg随退火温度增加而减小.超导量子干涉磁强计(SQUID)测量表明所有样品都表现出室温铁磁性,随着退火温度的升高,饱和磁化强度和矫顽力增大,700 ℃退火的薄膜具有最大的饱和磁化强度和最大的矫顽力.不同退火温度导致样品的磁性有了明显的变化,这源于磁性产生的不同机理.可见薄膜的结构最终影响了其铁磁性能.