Nb掺杂SrBi_4Ti_4O_(15)陶瓷的铁电介电性能

用传统的固相烧结工艺,制备了铌掺杂SrBi_4Ti_4O_(15)(SBTi)铁电陶瓷SrBi4-x/3Ti4-xNbxO15(SBTN-x),Nb掺杂量x=0.00,0.003,0.012,0.03和0.06.X射线衍射的结果表明,所有样品均为单一的层状钙钛矿结构相,Nb掺杂未改变SBTi的晶体结构.铁电测量结果表明,Nb掺杂使SBTi的铁电性能得到较大改善.随掺杂量x的增加,样品的剩余极化(2Pr)呈现出先增大,后减小的规律.在x=0.03时,2Pr达到最大值24.7μC/cm2,而SrBi4Ti4O15的2Pr仅为15.8μC/cm2,掺杂使2Pr提高近60%.同时,样品的矫顽场几乎不随掺杂量的改变而变化.掺杂后,样品的居里温度变化很小,表明Nb对SrBi_4Ti_4O_(15)的B位掺杂基本未影响材料的热稳定性能.     

钒掺杂SrBi_4Ti_4O_(15)拉曼光谱和X射线光电子能谱研究

适量的钒掺杂,大大增加了SrBi4Ti4O15(SBTi)铁电材料的剩余极化2Pr,并改善了材料的耐压性能.SBTi拉曼模的位置,基本不受V掺杂的影响,但对应Ti O6氧八面体的拉曼模在掺杂明显宽化,这与V5 取代进入Ti O6中的Ti4 后,材料局部无序性增大,应力增加有关.X射线光电子能谱表明,不同掺杂量样品的Bi4f和Ti2p的结合能未有明显变化,这与B位高价掺杂减少氧空位的特殊机制有关.材料的2Pr增加,是高价阳离子掺杂导致材料中氧空位浓度的减少,局部无序性的增加共同作用的结果.     

Nd掺杂BiFeO3多铁陶瓷的磁电性能

采用快速液相烧结工艺制备出Bi1-xNdxFeO3(BNFO-x,x=0.00～0.20)多铁陶瓷样品,研究了掺杂对BiFeO3微观结构和铁电、磁电及介电性能的影响.X射线衍射谱显示样品BiFeO3的相均已形成,且在掺杂量x=0.10附近出现结构相变.掺杂后样品的剩余磁化(2Mr)和剩余极化(2Pr)都有一定程度的提高,以铁电性能改善最为明显.当掺杂量x=0.10时,样品的耐压性能最好,可观察到完全饱和的电滞回线,且剩余极化达到最大值, 2Pr=0.494 C·m-2,比未掺杂时提高了117.6%. 随着Nd的掺杂,样品介电常数随温度变化的关系曲线在尼尔温度之前179℃附近多出一个介电峰,但是在BiFeO3样品中并未发现该介电峰.     

Bi含量对SrBi4Ti4O15铁电材料性能的影响

按n(Sr)n(Bi)n(Ti)为14(1+x)4(x=-0.05,0,0.05,0.10,0.15,0.20)配料,采用固相烧结工艺,制备了不同Bi含量SrBi4Ti4O15的陶瓷样品.用X射线衍射对样品的微结构进行了分析,并测量了其铁电、介电性能.结果发现x=0.05,0.10的样品形成单一的SrBi4Ti4O15相.x=0.05时,材料具有较好的铁电与介电性能剩余极化强度2Pr=2.86×10-9C@m-2,矫顽电场强度Ec=8.65×106V@m-1,介电性能在频率f=1 kHz～4 MHz范围内变化不大,f=1 MHz时,介电常数εr=425.     

A_2Bi_4Ti_5O_(18)(A=Ca,Sr,Ba)陶瓷铁电介电性能的研究

用传统的固相烧结工艺制备了Sr2-xCaxBi4Ti5O18(x=0～2.0),Sr2Bi4Ti5O18和Sr2-xBaxBi4Ti5O18(x=0～2.0)陶瓷样品.掺杂Ca使晶格常数变小,而Ba占据A位使晶格常数变大.Sr2Bi4Ti5O18具有良好的铁电性能,其剩余极化值(2Pr)约为20.3μC/cm2,小量掺杂Ca可小幅度地提高样品的铁电性能,但Ca完全取代Sr后使样品的铁电性能消失.Sr2-xBaxBi4Ti5O18样品的2Pr随着x的增大而减小,BaBi4Ti5O18样品2Pr在常温下仅为0.3μC/cm2.Sr2-xCaxBi4Ti5O18的相变温度(Tc)随着x的增大而升高,Sr2-xBaxBi4Ti5O18的Tc随着x的增大,先出现了下降后上升的变化过程,Sr1.25Ba0.75Bi4Ti5O18样品的介电结果表现出典型弛豫特征.     

铋层状结构压电材料的掺杂改性研究

作者以CaBi4Ti4O15为研究对象,通过对A位选择Nd3 部分替代Bi3 或者Ca2 ,以及用V5 和W6 取代部分B位的Ti4 的掺杂改性,研究了不同掺杂元素及掺杂位置对材料结构和性能的影响.结果表明,A位和B位均能通过提高剩余极化和降低矫顽场,来改善陶瓷的压电性能;A位比B位有更高的掺杂固溶量,可获得更好的铁电和压电性能,剩余极化2Pr高达20.4μC/cm,压电常数d33高达20pC/N.     

La掺杂SrBi4Ti4O15陶瓷电学性能的研究

用溶胶-凝胶法制备出了SrBi4-xLaxTi4O15陶瓷,其中x=0.00,0.05,0.10,0.20,0.30。利用XRD,SEM,TH2816型宽频LCR数字电桥等手段研究了陶瓷的显微结构及电学性能。研究结果表明:本工艺技术制备的陶瓷具有层状钙钛矿结构;镧元素的掺入有助于材料的择优取向,掺杂样品的电学性能优于未掺杂样品;且掺量对样品的电学性能有很大影响,当x=0.10时,介电常数、压电常数和剩余极化(Pr)分别为:375(常温下、1 kHz)、4.8 pC.N-1和5.6μC.cm-2,都较其他掺杂量样品的高。     

A位掺杂Sr1-xLa2x/3Bi4Ti4O15陶瓷的铁电介电性能

Sr1-xL a2x/3B i4T i4O15(SLBT-x,x=0.00~0.75)陶瓷居里温度(tC)随掺杂量的增加而降低,显示掺杂导致晶格畸变减小,这是由于L a3 取代Sr2 位而产生的A位空位弱化了相邻T iO6八面体的耦合作用所致.样品介电峰峰高随掺杂量增加而降低,峰形宽化,表现出弥散相变的特征,这是由于L a3 和Sr2 离子半径的差异以及高掺杂量下L a3 离子部分进入铋氧层所致.样品的剩余极化(2Pr)在掺杂量为0.3时增加到23.1×10-2C.m-2,同时矫顽场降低到79.6×105V.m-1,高价掺杂所形成的偶极子缺陷使得样品铁电性能明显改善.     

Nd掺杂Bi4Ti3O12-SrBi4Ti4O15陶瓷的电性能

Nd等价取代Bi_4Ti_3O_(12)-SrBi_4Ti_4O_(15)的A位,形成SrBi_(8-x)Nd_xTi_7O_(27)(x=0.00～1.50)共生陶瓷.结果表明:Nd掺杂未改变晶体的共生结构,样品剩余极化(2P_r)在掺杂量x=0.50时取得极大值,为32.3×10~(-2) C·m~(-2),比未掺杂时增加了70%,而矫顽场则从未掺杂时的90.5×10~5 V·m~(-1)上升为103×10~5 V·m~(-1).Nd掺杂使得样品的居里温度(t_C)有所下降,x=0.50时的t_C为538℃.掺杂使得样品的压电性能明显改善,压电系数d_(33)从未掺杂时的6 pC·N~(-1)增加到x=0.50时的11 pC·N~(-1).     

Sr2Bi4-x/3Ti5-xNbxO18陶瓷的铁电介电性能

对Sr2Bi4-x/3Ti5-xNbxO18(x=0,0.003,0.018,0.048,0.096)陶瓷样品的铁电和介电性能进行了测量.结果表明,Sr2Bi4Ti5O18样品的剩余极化2Pr为0.22 C·m-2,少量Nb掺杂可使样品的2Pr有明显提高,当x=0.018时,2Pr达到最大为0.34 C·m-2.介电损耗随温度的变化关系曲线上存在P1,P2,P3 3个介电损耗峰,分别在70,230,290℃附近.低温部分的2个损耗峰具有介电弛豫的特征,其弛豫机制被认为是点缺陷与畴界之间的相互作用.通过激活参数的计算以及损耗峰随不同Bi过量的变化,可以确定P1,P2峰的弛豫机制与Sr,Ti空位有关.随着Nb掺杂量的增加,P1,P2峰逐渐降低,表明Nb掺杂降低了样品中缺陷的浓度,从而使得样品的2Pr明显提高.     

新型存储材料BIT铁电薄膜B位双掺杂初探

利用化学溶液沉积法，在Pt／Ti／SiO2／Si（100）基底上和700℃条件下分别制备了Nd和（Al，Sc）共掺杂的钛酸铋薄膜（Bi3.15，Nd0.85）（Ti3-x（Alx，scx））O12[记做BNT（AI（x），sc（x））]（x=0．015，0．030，0．045，0．060），并进行了这一系列薄膜的微结构、表面形貌、铁电等特性的研究．发现当掺杂含量为x=0．030时，薄膜具有较高的剩余极化强度（2Pr=24．80／2C／cm2）．讨论了相关的物理机制．     

Nd掺杂Bi4Ti3O12陶瓷样品的铁电、介电性能

层状钙钛矿铁电体材料B i4-xN dxT i3O12(x=0.0~0.9)陶瓷样品适量N d掺杂可提高B i4T i3O12(B IT)的铁电性能.当掺杂量为0.6时,样品的剩余极化达到最大值.样品的相变温度(tc)随掺杂量的增加而降低,当掺杂量大于0.6时,tc下降速率增大.随着N d含量的增加(x>0.6),样品的弛豫程度明显提高.N d掺杂降低了样品的氧空位浓度,提高了B IT样品的铁电性能.     

Fe掺杂对BiTaO_4陶瓷样品介电和铁电特性的影响

为探究Fe掺杂对BiTaO4陶瓷样品介电特性和铁电特性的影响,采用传统固相烧结法制备了Bi Ta1-xFexO4-x(x=0,0.01,0.03)陶瓷样品,利用X线衍射仪和扫描电子显微镜对样品的晶体结构和表面形貌进行分析,利用精密阻抗分析仪和铁电分析仪对样品的介电性能和铁电性能进行检测.结果表明:Fe掺杂没有明显改变样品的晶体结构;随着Fe掺杂量的增加,样品的介电常数表现出较好的稳定性,介电损耗略有减小,且基本保持在tanδ=0.05以下,其漏电流先增大后减小,且掺杂样品均可得到比较完整的电滞回线.     

La_(1.6-x)Nd_(0.4)Sr_xCuO_4超导体的正电子实验研究

用正电子寿命谱研究了La1.6-xNd0.4SrxCuO4(x=0.12,0.15,0.20)和La1.88Sr0.12CuO4,结果表明随着Sr掺杂量的增加,空穴载流子增加,而正电子寿命却减小,分析认为可能是正电子密度分布权重由CuO2面向Nd替代后的La(Nd,Sr)-O层转移的结果.并分析了体系的电子密度ne随Sr掺杂量的变化关系,表明随着Sr掺杂量的增加ne逐渐增大.但对同样Sr含量的La1.88Sr0.12CuO4和La1.48Nd0.4Sr0.12CuO4其ne基本相同,体现出Nd替代La对样品的载流子数目没有明显影响.     

Bi4－xNdxTi3O12单晶的光谱学特性研究

使用自助熔生长法生长Bi4－xNdxTi3O12（BNdT,x=0,0．5,0．85）单晶,研究了Nd掺杂对BNdT单晶光谱学特性的影响．常温拉曼光谱结果表明：随Nd含量的增加,BNdT中TiO6八面体振动模式有所增强;Nd含量增加到一定值,BNdT单晶可能在常温下发生铁电-N电相转变;位于（Bi2O2）^2＋层的Bi-O振动模式随Nd掺杂量增加而减弱,表明Nd含量较低时,Nd^3＋离子仅仅取代伪钙钛矿层的Bi^3＋离子,当Nd含量较高时,有部分Nd^3＋离子开始替换（Bi2O2）^2＋层中的Bi^3＋离子．紫外-可见光谱结果表明,BNdT单晶具有间接带隙跃迁的特点,而且单晶的禁带宽度随Nd掺杂含量的增加而减小。     

La,V掺杂对Sr2Bi4Ti5O18性能影响对比研究

采用传统固相烧结工艺,制备了掺杂量分别为0.000~1.000,0.000~0.096的La,V掺杂Sr2Bi4Ti5O18铁电陶瓷.X射线衍射结果显示,La,V对Sr2Bi4Ti5O18的A,B位掺杂都未影响材料的晶体结构.La掺杂使得材料的剩余极化2Pr逐渐降低,而V掺杂可以显著地提高2Pr.A位掺杂导致材料的居里温度明显下降,而V取代B位Ti4 离子不影响材料的居里温度.微观照片显示,Sr2Bi4Ti5O18样品由呈四方状的晶粒组成,晶粒较为均匀.La掺杂未改变晶粒的形状,而V掺杂使得晶粒呈现扁平状,且晶粒尺寸明显增大.     

掺La铁酸铋粉体的晶体结构

用溶胶凝胶法成功制备Bi1-xLaxFeO3(BLFO,x=0.00～0.40)粉体样品,用X射线衍射谱和拉曼光谱表征样品的结构,并用Rietveld精修法拟合样品的XRD谱.结果显示随着掺La量x的增加,晶格常数逐渐减小,晶胞体积线性减小,当掺杂量增加到x=0.30时,BLFO粉体样品的晶体结构由R3c的三角相转变为Amn2的正交相结构.     

氧空位对SrBi4Ti4O15铁电陶瓷电性能的影响

用高温固相烧结法制备了SrBi4Ti4O15(SBTi)铁电陶瓷,用双氧水浸泡72 h进行氧处理的样品与未经过氧处理的样品进行对比研究。样品的介电损耗谱表明:氧处理使SBTi在20℃～300℃温度范围内的介质损耗明显降低,这主要是由于氧处理使样品中氧空位浓度降低引起的。在温度高于300℃时,经过氧处理的样品的介质损耗迅速增大,这是因为氧处理使空穴载流子浓度增大。通过对材料的直流电导与温度关系的Arrhenius拟合,分析了SBTi的导电机理。结果表明,氧处理并未明显改变样品在300℃～650℃温度区域的载流子激活能,却使其在20℃～300℃范围内的激活能从0.52 eV变化到0.71 eV。     

Nd掺杂对Bi_5FeTi_3O_(15)陶瓷结构和铁电性能的影响

用溶胶-凝胶工艺分别制备了Bi5FeTi3O15和NdBi4FeTi3O15铁电陶瓷。X射线衍射结果显示,Nd3+掺杂后Bi5FeTi3O15陶瓷衍射峰均向高角度方向有微小移动,晶格常数变小,晶体结构由正交结构转变为四方结构。铁电测试表明,Nd3+掺杂后NdBi4FeTi3O15陶瓷的剩余极化值比纯Bi5FeTi3O15陶瓷的大;分析发现,用Nd3+替代部分Bi3+后,降低了NdBi4FeTi3O15陶瓷的漏电流,提高了其剩余极化强度。     

Nd掺杂对Bi4Ti3O12单晶的结构和电学性能的影响

采用高温溶液生长法生长铁电Bi4-xNdxTi3O12(BNdT)单晶,并研究了BNdT的结构和电学性能.XRD结构精修的结果表明Nd掺杂将导致晶格常数和晶胞体积发生变化,铁电性能的测试表明Nd掺杂降低了BNdT单晶的剩余极化,BNdT的自发极化的估算和铁电测量结果有着相同的变化趋势.Nd的A位掺杂同时也导致BNdT单晶沿各个方向漏电流密度的减小,而由于(Bi2O2)2 层的存在,BNdT单晶沿c方向显示出更低的漏电流密度.