复合层状Bi7Ti4 NbO21铁电陶瓷的结构与介电和压电性能研究

制备了Bi7Ti4NbO21，Bi4Ti3O12及Nb掺杂Bi4Ti3O12(Nb-Bi4Ti3O12)层状结构铁电陶瓷材料．结合Nb-Bi4Ti3O12的介电温谱和退极化实验结果，研究了Bi7Ti4NbO21的晶体结构对其介电、压电性能的影响．高分辨透射电镜结果表明，在Bi7Ti4NbO21中，沿着c轴方向，(Bi2Ti3O10)^2-和(BiTiNbO7)^2-。两个类钙钛矿层分别与(Bi2O2)^2 层叠加堆积而成．这种晶体结构决定了Bi7Ti4NbO21的介电温谱在668℃和845℃出现介电双峰．结合极化样品的退化实验分析，说明材料在这两个温度附近发生了铁电一铁电相变、铁电一顺电相变，分别是(Bi2Ti3O10)^2-和(BiTiNbO7)^2-层状结构发生微观结构相变的结果．在退极化过程中，由于受热时钙钛矿层内空位引起的缺陷偶极子的定向排列受到破坏，引起材料部分退极化，表现为300℃热处理后Bi7Ti4NbO21的压电活性降低了10％，显示了室温下材料的压电性能来源于自发极化的固有电偶极子和缺陷偶极子的共同贡献．     

Nd掺杂对Bi4Ti3O12铁电薄膜的微结构和铁电性能的影响

利用溶胶-凝胶法在Pt/Ti/SiO₂/Si(100)衬底上制备了Nd掺杂Bi₄Ti₃O₁₂(Bi_4-xNd_xTi₃O₁₂, x=0.00,0.30,0.45,0.75,0.85,1.00,1.50)铁电薄膜样品.研究了Nd掺杂对Bi₄Ti₃O₁₂薄膜的微结构和铁电性能的影响.研究结果表明:Nd掺杂未改变Bi₄Ti₃O₁₂薄膜的基本晶体结构.在掺杂量x<0.45时,Nd³⁺只取代类钙钛矿层中的A位Bi³⁺.当x=0.45时,样品剩余极化强度达最大值,在270kV·cm^-1的电场下为32.7μC·cm^-2.掺杂量进一步增加时,结构无序度开始明显增大,Nd³⁺开始进入(Bi₂O₂)²⁺层,削弱其绝缘层和空间电荷库的作用,导致材料剩余极化逐渐下降.当掺杂量x达到1.50时,掺杂离子最终破坏(Bi₂O₂)²⁺层的结构,材料发生铁电-顺电相变.     

Sr2Bi4Ti5O18的压致结构相变

 使用4∶1的甲醇-乙醇混合液作传压介质，利用金刚石对顶砧装置（DAC），研究了层状铁电体Sr₂Bi₄Ti₅O₁₈的在位高压拉曼光谱和压致结构相变（0～27 GPa）。发现在8.31 GPa，Sr₂Bi₄Ti₅O₁₈经历了一次结构相交。在23.13 GPa以上，Sr₂Bi₄Ti₅O₁₈似乎出现了压致非晶相交的先兆。并使用内模方法对Sr₂Bi₄Ti₅O₁₈的内模进行了指认。     

氧含量对CaCu3Ti4O12巨介电常数和介电过程的影响

本文研究了在真空、空气和氧气中烧结制备的三种 CaCu₃Ti₄O₁₂陶瓷材料的介电特性. 交流阻抗测量结果表明在10—300 K温度范围, 三种样品的介电温谱中均出现三个平台, 其电阻实部和电容虚部在相应温度出现损耗峰, 真空条件烧结的样品具有较高的介电平台和较明显的电阻实部与电容虚部峰值, 表明氧含量和氧空位对CaCu₃Ti₄O₁₂的介电性质具有重要影响, 介电温谱出现的三个平台分别源于晶粒、晶界及氧空位陷阱.温谱分析表明晶粒的激活能与烧结气氛有较大关系,氧空位引起的电子短程跳跃及跳跃产生的极化子是晶粒电导和电容的主要起源.氧空位陷阱的激活能基本与烧结气氛无关,约为0.46 eV. 氧空位对载流子的陷阱作用是CaCu₃Ti₄O₁₂ 低频高介电常数的重要起源.     

非线性光学晶体HgGa2S4 和 Hg0.5Cd0.5Ga2S4的能带结构、化学键及光学性质研究

用密度泛函理论和非谐振子模型计算了晶体HgGa₂S₄和Hg_0.5Cd_0.5Ga₂S₄的能带结构、态密度、化学成键及线性、非线性光学性质。结果表明：HgGa₂S₄的价带顶部主要是Ga-S成键态的贡献，导带底部主要是Ga-S反键态的贡献; Hg_0.5Cd_0.5Ga₂S₄的价带顶部主要由S-3p轨道组成，导带底部主要是Ga-S反键态的贡献。布居分析表明Ga-S键主要是共价成分，而Hg-S和Cd-S键主要是离子成分。HgGa₂S₄的折射率计算值与实验值在低能量区很好吻合。另外，HgGa₂S₄的能隙计算值比Hg_0.5Cd_0.5Ga₂S₄小，而二阶非线性极化率比Hg_0.5Cd_0.5Ga₂S₄大。     

Bi2Te3 合金低温热电性能及冷能发电研究

利用机械合金化和冷压烧结法制备得到n型和p型Bi₂Te₃基热电材料,在80—300 K温度范围测量了电导率、Seebeck系数,结果表明其具有良好的低温热电性能.采用Bi₂Te₃基热电材料制备出半导体热电器件,并配合附属设备搭建出一套半导体温差发电装置.利用液氮汽化时释放的冷能,对半导体热电器件的发电性能进行实验研究,得出这种半导体热电器件输出电压、输出功率与电流关系式,测得最大的输出功率达到1.33 W,从而证明了冷     

纤维状TiO2/Bi2O3光催化剂的制备及其光催化性能

以C₁₆H₃₆O₄Ti和Bi(NO₃)·5H₂O为原料,以棉花纤维为生物模板,合成了系列纤维状TiO₂/Bi₂O₃光催化剂．采用XRD、SEM、UV-Vis等测试技术对样品的相结构、形貌和吸光性能等进行了表征分析．结果表明,样品中的Bi₂O₃为单斜相和四方相共存的混晶,纤维长度达到毫米级,     

B位等价掺杂SrBi4Ti4O15铁电材料的性能研究

采用了传统的固相烧结工艺,制备了不同Zr和Hf掺杂量的SrBi₄Ti_4-xZr_xO₁₅（x=000,003, 006,010,020）和SrBi₄Ti_4－xHf_xO₁₅（x=000,0005, 0015,0030,0060）的陶瓷 关键词： 4Ti_4-xZr_xO₁₅')" href="#">SrBi₄Ti_4-xZr_xO₁₅ 4Ti_4－xHf_xO₁₅')" href="#">SrBi₄Ti_4－xHf_xO₁₅ 铁电性能 介电性能     

Sr2CeO4电荷迁移发光的光谱结构规律研究

利用高温固相反应法分别合成了不同物相形成机理的Sr₂CeO₄，Sr ₂CeO₄∶Ca ²⁺和Sr₂CeO₄∶Ba²⁺样品，并对其光谱特性进行 了研究.结果发现，对于由SrO和CeO₂直接反应生成的Sr₂CeO₄(Ⅰ)，激发主峰位于256nm 左右；而对于SrCeO₃和SrO反应生成的Sr₂CeO₄(Ⅱ)，激发主峰位于279nm左右.在Sr₂CeO₄(Ⅰ)中掺入Ca²⁺，其激发光谱随着Ca²⁺离子浓度的增加逐渐接近于Sr₂CeO_{4(Ⅱ)的激发光谱.激发主峰带应属于CeO6八面体终端Ce⁴⁺—O^2-键的电荷迁移 带.对于激发光谱中340nm左右的弱激发峰，其峰值波长不受形成机理及Ca²⁺掺杂的影响，只是其强度 随着 激发主峰的红移而增加，它可能属于CeO6八面体平面上Ce⁴⁺—O2-键的电荷 迁移带.形成机理及Ca²⁺掺杂对发射光谱没有影响.Ca²⁺在Sr 2CeO 4(Ⅱ)与Ba²⁺在Sr2CeO4(Ⅰ)和(Ⅱ)中均难 于替代Sr²⁺的位置.}     

β-Si3N4电子结构和红外和拉曼频率的第一性原理研究

分别用PW91，B3LYP两种密度泛函方法和全电子高斯基组对β-Si₃N₄的几何结构进行全优化(包括晶格参数和原子坐标)，结果和实验值符合良好. 同时计算了能带结构和态密度.在此基础上分别用上述两种方法计算了Γ点拉曼振动频率，并按对称性进行分类，将得到的11种拉曼活性模式的频率值与实验值以及其他文献值进行了比较，进一步确定了A_g模式为中等频率，值约459cm^-1. 计算结果表明     

La掺杂对Bi4Ti3O12薄膜铁电性能的影响

利用Sol-Gel法在Pt/Ti/SiO₂/Si衬底上制备出Bi₄Ti₃O₁₂和Bi_3.25La_0.75Ti₃O₁₂薄膜，研究了La掺杂对Bi₄Ti₃O₁₂薄膜的晶体结构、铁电性能和疲劳特性的影响，发现La掺杂没有改变Bi₄Ti₃O₁₂薄膜的基本晶体结构，并且提高了Bi₄Ti₃O₁₂铁电薄膜的剩余极化值和抗疲劳性能，对La掺杂改善Bi₄Ti₃O₁₂铁电薄膜性能的机理进行了讨论. 关键词： 铁电性能 4Ti₃O₁₂薄膜')" href="#">Bi₄Ti₃O₁₂薄膜 3.25La_0.75Ti₃O₁₂薄膜')" href="#">Bi_3.25La_0.75Ti₃O₁₂薄膜 sol-gel法 La掺杂     

Mo掺杂SrBi4Ti4O15陶瓷的铁电介电性能

用传统的固相烧结工艺，制备了钼掺杂铁电陶瓷样品SrBi₄Ti₄O₁₅(SBTi)铁电陶瓷SrBi_4-2x/3Ti_4-xMo_xO₁₅(x=0.00，0.003，0.012，0.03，0.06，0.09).X射线衍射的结果表明，样品均为单一的层状钙钛矿结构相，Mo掺杂未改变SBTi的晶体结构.通过扫描电子显微镜观测发现，样品晶粒为片状，随掺杂量的增加，晶粒逐 关键词： 4Ti₄O₁₅')" href="#">SrBi₄Ti₄O₁₅ Mo掺杂 剩余极化 居里温度     

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     

Bi2Ti2O7/Si薄膜的制备及C-V特性研究

采用化学溶液分解法(CSD)在Si衬底上制备了Bi₂Ti₂O₇薄膜.X射线双晶衍射和原子力显微镜检测表明,所制备的薄膜主要为Bi₂Ti₂O₇相的多晶材料.同时还研究了AuBi₂Ti₂O₇/n-Si(100)结构的电容电压(C-V)特性,结果表明,在Bi₂Ti₂O关键词： C-V特性 2Ti₂O₇薄膜')" href="#">Bi₂Ti₂O₇薄膜 电荷迁移     

Ag/Bi4Ti3O12栅n沟道铁电场效应晶体管制备及存储特性

在溶胶-凝胶工艺获得高质量Bi₄Ti₃O₁₂薄膜的基础上 ，制备了Ag/Bi₄Ti₃O₁₂栅n沟道铁电场效应晶体管. 研 究了Si基Bi₄Ti₃O₁₂薄膜的生长特性及其对铁电薄膜/ 硅的界面状态和铁电场效应晶体管存储特性的影响. 研究表明，在合理的工艺条件下可以获 得具有较高c-轴择优取向的纯钙钛矿相Si基Bi₄Ti₃O₁₂ 铁电薄膜并有利于改善Bi₄Ti₃O₁₂/Si之间的界面特性; 顺时针回滞的C-V特性曲线和C-T曲线表明Ag/Bi₄Ti₃O_{12栅n沟道铁电场效应晶体管具有极化存储效应和一定的极化电荷保持能力; 器件的转移(I< sub>sd}-V_G)特性曲线显示Ag/Bi₄Ti₃O_{12栅n沟道铁电场效应晶体管具有明显的栅极化调制效应. 关键词： 铁电场效应晶体管 4}Ti₃O₁₂')" href="#">Bi₄Ti₃O₁₂ 存储 特性 溶胶-凝胶工艺     

Structure, ferroelectric and dielectric properties of Bi2WO6 with different bismuth content

This paper reports that the Bi 2 WO 6 ferroelectric ceramics with excess Bi 2 O 3 of 0.0, 2.0, 3.5 and 5.0 wt.% of the stoichiometric composition are prepared by the conventional solid-state reaction method. Their microstructure, ferroelectric properties, the concentration and mobility of the defects have been analysed systematically. With increasing Bi content, the remnant polarization decreases, and the broken-down voltage increases. The optimum Bi excess, 3.5, lowers the oxygen vacancy concentration, while further Bi-addition brings about more defects. The activation energies fitted from cole-cole plots are 0.97 eV, 1.07 eV, 1.18 eV, and 1.33 eV, respectively. This suggests that the mobility of the defects is weakened by Bi-addition, which may be due to the increase of the ratio of the number of Bi 2 O 2 layers to that of the perovskite blocks.     

La掺杂SrBi4Ti4O15铁电材料性能研究

按x=0.00，0.10，0.25，0.50，0.75和1.00，采用固相烧结工艺，制备了不同La掺杂量的SrBi_4-xLa_xTi₄O₁₅的陶瓷样品. 用x射线衍射对其微结构进行了分析，并测量了铁电、介电性能.结果发现，La掺杂未改变SrBi₄Ti ₄O₁₅的晶体结构.随掺杂量的增加，样品的矫顽场(E_c)下降，剩余极化(2P_{关键词： 4-x}La_xTi₄O₁₅')" href="#">SrBi_4-xLa_xTi₄O₁₅ La掺杂 铁电性能 相变温度 弛豫铁电     

退火气压对Bi3.25La0.75Ti3O12铁电薄膜的微观结构和铁电性能的影响

采用sol-gel法在Pt/TiO₂/SiO₂/p-Si(100)衬底上制备了Bi_3.25La_0.75Ti₃O₁₂(BLT)铁电薄膜,研究了在750 ℃时不同退火气压(p_{O2:10^-4—3 atm)对薄膜微观结构和电学性能的影响.XRD和拉曼光谱结果表明在10^-4和3 atm氧气压下退火 关键词： 3.25}La_0.75Ti₃O₁₂')" href="#">Bi_3.25La_0.75Ti₃O₁₂ 铁电性能 sol-gel法 正交化度     

A位等价与非等价取代对(K0.5Na0.5)NbO3陶瓷极化的影响

研究了在铌酸钾钠基陶瓷中,A位等价与非等价取代对陶瓷极化温度和极化电场的影响,结果表明:A位等价取代的陶瓷对极化温度和极化电场没有强烈依赖性,可以使极化足够充分,能有效提高铌酸钾钠基陶瓷的压电性能;相反,A位非等价取代的陶瓷对极化温度和极化电场敏感,容易击穿,极化不充分,限制了铌酸钾钠基陶瓷的压电性能. 关键词： 铌酸钾钠 极化 压电