分子动力学模拟非晶态SrTiO3

采用分子动力学方法,用Moldy软件及PIM(Partial Ionic Model)势函数作为原子间相互作用势,模拟了Sr- TiO3(STO)的熔化过程,将熔化的STO快速冷却到室温以获得非晶态。通过熔化过程中体系内能和体积的突变,确定熔点为2430 K,仅比实验值(2380 K)高50 K,很好的反映了STO的熔化过程;分析了晶态、液态和非晶态时的对关联函数和原子配位数;通过计算速率自相关函数估算了STO的扩散系数,说明STO的熔化发生在2430 K。     

应变SrTiO_3/GaAs异质结的整流特性研究

采用脉冲激光沉积法在P型GaAs基片上制备了缺氧的钛SrTiO3薄膜.X射线衍射测量证明SrTiO3薄膜外延生长.I-V曲线测量显示很好的整流性,说明该SrTiO3薄膜与GaAs形成p-n结.该结的电输运机制为应变导致的隧穿电流,且其电输运性质不受光照影响.     

金属In与掺Nb的SrTiO3金属半导体接触研究

研究了金属In与掺不同Nb浓度的SrTiO₃（Nb-STO）衬底之间构成的金属半导体结（金-半结）。测量了不同温度下的I-V曲线。在掺杂浓度为0.05 wt.%衬底构成的金-半结I-V曲线中,反向电压部分得到的有效因子n在1.05～1.10之间,且随温度变化很小,而正向的n很大,表明出势垒随着偏压的变化改变很大。金属In与Nb-STO衬底之间构成的金-半结在浓度为0.05 wt.%和0.7 wt.%的掺杂情况下,结点都表现出非线性的I-V关系,均不能视为欧姆接触。     

钛酸锶的超低频介电谱

研制了由计算机自动控制的超低频介电测量装置,其频率下限原则上没有限制,将该装置与HP4192A阻抗分析仪相结合,在10^-4Hz至10^5Hz范围内测量了钛酸锶陶瓷的介电谱,其Cole-Cole图表明,得自于音频至微波段介电谱的Cloe-Cloe非德拜型驰豫规律,仍适用于超低频段,此时,对介电谱起主要作用的是样品中由缺陷引起的空间电荷。     

片状SrTiO3晶体的合成及其反应机理

采用熔盐法分两步合成了片状SrTiO3晶体.研究了合成温度、熔盐种类对Sr3Ti2O7前驱体以及片状SrTiO3晶体形貌和尺寸的影响.在第1步过程中,低温下,首先生成亚微米级立方SrTiO3颗粒,随着温度的升高,SrTiO3颗粒逐渐生长成片状Sr3Ti2O7晶体.在第2步过程中,随着温度的提高,片状Sr3Ti2O7前驱体逐渐转变为片状SrTiO3晶体.熔盐的选择对片状SrTiO3晶体的最终形貌、尺寸有着显著的影响.以KCl作为熔盐,在1 200 ℃下合成的片状SrTiO3晶体边长为10～15 μm,而使用NaCl所得SrTiO3晶体边长为30～50 μm,宽厚比最高达到25∶1.片状SrTiO3晶体的形成机理是在高温条件下,由于熔盐中TiO2的作用,Sr3Ti2O7晶体中岩盐结构的SrO层被破坏,并以Sr2 、O2-形式溶出,剩余的SrTiO3结构重新叠合联结,产物基本保持原来Sr3Ti2O7片状晶体的外形,溶出的Sr2 、O2-与熔体中的TiO2反应生成SrTiO3.     

全氧化物异质结HoMnO3/Nb-SrTiO3的电子输运特性

通过脉冲激光沉积技术在掺杂1.0%Nb的SrTiO3单晶基底上制备了单一c轴取向的正交HoMnO3薄膜,测量了变温条件下全氧化物异质结HoMnO3/ Nb-SrTiO3的伏安曲线,结果显示出二极管的整流特征,并且正向电流可以用热电子发射模型解释.但是随着温度的降低,在HoMnO3/ Nb-SrTiO3异质结中出现反向偏压电流异常增加的现象.本文用异质结界面上的隧穿效应解释了这个结果.     

纳米SrTi03改性碱性固态K2FeO4-Zn电池的电化学性能研究

应用次氯酸盐氧化法制备出了纯度较高的K2FeO4,并采用溶胶一凝胶法合成了纳米级SrTiO3.通过XRD、SEM测试对其结构和形貌进行了表征,将其添加到K2FeO4中用于改善K2FeO4-Zn碱性固态电解质电池的放电性能.电化学测试结果表明,SrTiO3添加量为5%时改性效果最佳,放电容量可达344.0 mAh/g,放电效率为84.7%,比未添加改性时提高26%左右,同时对SrTiO3添加改性的机理进行了探索.     

掺SrLi1／4Nb3／4O3的SrTiO3氧敏材料特性的研究

利用Ｈ２／Ｈ２Ｏ体系控制氧分压，采用四电极法测量了掺杂ＳｒＬｉ１／４Ｎｂ３／４Ｏ３的ＳｒＴｉＯ３瓷体在８００～１２００℃，ＰＯ２＝１０－１５～１０５Ｐａ下的电导率，当ｐ＜１００Ｐａ，σ∝Ｐ－１／８Ｏ２；ｐＯ２≥１００Ｐａ，电导率随ｐＯ２变化较为平缓．从缺陷化学角度探讨了ＳｒＴｉＯ３系材料的氧敏性能     

SrTiO3掺杂铌酸钾钠粉体的Sol-gel法制备与性能研究

采用溶胶—凝胶技术,以草酸铌为原料、乙二醇为酯化剂来制备钛酸锶(SrTiO3)掺杂铌酸钾钠(Na0.5K0.5)NbO3无铅压电陶瓷粉体。应用TG/DSC技术对干凝胶的成分及溶胶形成过程中的机理进行了研究,使用XRD和SEM对掺杂SrTiO3的纳米粉体进行了物相结构和表面形貌的表征,并研究了SrTiO3的最佳掺杂比例和烧结温度及其对压电性能的影响。     

高活性异质结TiO_2/SrTiO_3纳米管阵列及其光电催化性能

首先通过阳极氧化法制备TiO2纳米管阵列薄膜,以TiO2纳米管为初始反应物和模板,在Sr(OH)2溶液中水热反应,然后热处理,合成了异质结TiO2/SrTiO3纳米管阵列.采用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、场发射透射电子显微镜(FE-TEM)、X射线光电子能谱(XPS)和激光拉曼(Raman)光谱测试手段对样品进行表征.最后通过紫外光照下亚甲基蓝(MB)的降解速率,评估异质结TiO2/SrTiO3光电催化活性.结果表明:部分TiO2发生原位取代在高度有序的纳米管表面形成了SrTiO3,并促使TiO2锐钛矿(004)晶面的取向生长;与纯TiO2纳米管相比,该异质结TiO2/SrTiO3活性提高非常明显,特别是阳极氧化2 h异质结TiO2/SrTiO3,光电催化15 min,MB降解率高达99.66%.此外,讨论了异质结纳米管长度对光电性能的影响.本文所提出的合成异质结TiO2/SrTiO3纳米管阵列的方法,为异质结TiO2/ATiO3(A=Ca、Ba等)复合材料的合成提供了基础.     

硬脂酸溶胶-凝胶法合成SrTiO_3纳米晶

以硬脂酸、醋酸锶和钛酸丁酯为原料，采用硬脂酸溶胶－凝胶法（ＳＡＧ）合成凝胶，经过热处理获得ＳｒＴｉＯ３纳米晶．ＩＲ、ＴＧ－ＤＴＡ分析了凝胶的热处理过程；ＳＥＭ、ＸＲＤ分析了纳米ＳｒＴｉＯ３的形貌及晶相．在６５０℃保温３ｈ合成四方相ＳｒＴｉＯ３纳米晶，颗粒均匀呈球形，平均粒径６０ｎｍ．     

Bi_2O_3气相热扩散及其工艺条件对SrTiO_3基多功能陶瓷性能的影响

研究了Ｂｉ２Ｏ３气相扩散及其热扩散工艺条件对半导化ＳｒＴｉＯ３基陶瓷的介电性能（ε）、介电损耗（Ｄ）、非线性系数（α）及电阻率（ρ）的影响,用ＳＥＭ和ＥＰＡ对微观结构进行了观察和分析,结果显示Ｂｉ２Ｏ３主要集中在晶界附近．用ＳｒＴｉＯ３气相扩散法成功地获得了εａｐｐ＞５００００,Ｄ＜０．０１,α＞６．０,ρ＞５×１０１０Ω·ｃｍ的ＳｒＴｉＯ３基多功能陶瓷．     

TiO2/SrTiO3复合薄膜的制备及其光催化性能

采用溶胶-凝胶旋涂法制备多孔结构的TiO2/SrTiO3复合薄膜,研究TiO2/SrTiO3异质结薄膜结构对光催化性能的影响,并采用XRD、SEM等测试手段对样品的结构和形貌进行表征.结果表明:TiO2/SrTiO3复合薄膜的光催化效率高于单一的TiO2薄膜或SrTiO3薄膜,薄膜的结构组成对复合薄膜的光催化效果影响很大.采用"四层SrTiO3及一层TiO2"的结构组成时,复合薄膜对亚甲基蓝溶液的光催化效率最高,2h降解率为72.1%.     

钙钛矿结构材料SrHfO3的电子结构研究

在密度泛函理论框架下首先用局域自旋密度近似（LSDA）方法,研究了具有钙钛矿结构的材料SrHfO3的电子结构,发现Sr显示比较明显的离子特性,Hf和O之间由于杂化形成了共价键.得到该化合物的带隙为1.54 eV,磁矩为零.考虑Hf 5d局域电子之间的在位库仑相互作用（即采用LSDA＋U方法进行计算）后,磁矩依然为零,但态密度分布有明显的改变.计算结果表明,该材料中Hf 5d之间的在位库仑相互作用U为8.0 eV.     

分解GaP源固态分子束外延生长InGaP/GaAs的结构和性能

采用分解GaP这一新型固态P源分子束外延在GaAs衬底成功制备了InGaP外延薄膜.3μm厚的InGaP外延层低温荧光峰位是1.998 eV,半峰宽为5.26 meV.双晶摇摆曲线的线宽同GaAs衬底相近.霍尔测量非故意掺杂InGaP外延层的室温迁移率同其他源或其他方法生长的外延层结果类似.     

Gd/Nd掺杂对BiFeO3结构和铁电性能的影响

采用快速液相烧结工艺制备了多铁陶瓷材料Bi1-xGdxFeO3(x=0.00,0.05,0.10,0.15)和Bi1-xNdxFeO3(x=0.00,0.05,0.10),研究了稀土离子Gd/Nd掺杂对多铁材料BiFeO3相结构和铁电性能的影响.X射线衍射谱显示对于Gd/Nd掺杂Bi1-xRxFeO3体系,适量掺杂有助...     

双稀土掺杂BCST陶瓷的研制及其性能结构的研究

采用溶胶—凝胶法合成了BCST（Ba0.62 Ca0.08 Sr0.3 TiO3）粉体,再经过二次固相掺杂稀土Pr6O11和Nd2O3获得BCST∶0.001Pr6 O11.xNd2 O3系列纳米粉体及陶瓷;采用XRD和SEM,等对粉体的相组成和陶瓷的微观形貌进行了表征,并用介电频谱仪测试了陶瓷的介电性能.结果表明：所得BCST∶0.001Pr6O11.0.002Nd2O3粉体主要为四方相纳米粉体;随着稀土Nd2O3掺杂量的增加,所获得的陶瓷的晶粒先逐渐变小随后又逐渐增大;当钕的掺杂量x=0.002时,所获得陶瓷的室温介电常数最高,而介电损失最小;各试样的介电常数随烧结温度的升高增大,在1 330℃,1 360℃和1 400℃温度下烧结所获得的S1-陶瓷,介电常数的峰值εmax分别为10 360、12 490、13 750;其居里温度显著降低（10℃）,介温曲线呈单峰,介电常数随温度的变化敏感而对称,有望在温度敏感陶瓷方面发现其应用.     

Nd掺杂对Bi5FeTi3O15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。     

Ba和Y掺杂对Ca_3Co_4O_9热电性能的影响

采用固态反应法制备了Ca_(3-x)Ba_xCo_4O_9(0.00≤x≤0.20)和Ca_(3-y)Y_yCo_4O_9(0.00≤y≤0.20)热电材料.X射线衍射(XRD)分析结果表明,对于Ba掺杂和Y掺杂,在掺杂范围内,样品为单一的Ca_3Co_4O_9相.在室温至1000K的范围内样品的电阻率和Seebeck系数测量结果显示,用Ba~(2+)替代Ca~(2+)时,随着x的增加,电阻率逐渐减小、Seebeck系数几乎不变;用Y3+替代Ca2+时,Seebeck系数随着y的增加逐渐增大、而电阻率在x等于0.025时最小.当T=1000K时,样品Ca_(2.95_Ba_(0.05)Co_4O_9和Ca_(2.97)5Y_(0.025)Co_4O_9的功率因子与Ca_3Co_4O_9相比都明显提高.     

Gd掺杂对0.7BiFeO_3-0.3BaTiO_3固溶体的结构和性能的影响

采用固相法合成了0.7BiFeO3-0.3BaTiO3-xmolGd2O3固溶体(x=0,0.003,0.006,0.009,0.012).XRD测试结果显示:0.7BiFeO3-0.3BaTiO3在室温下是赝立方相,Gd2O3的掺入抑制了四方相的形成,随着Gd3+掺入量的增加,样品结构从赝立方相向三方相转变.介电性能测试表明:较高频率下,相对于其它样品,掺杂量为0.009和0.012的样品的介电性能明显提高;介电损耗随掺杂量增加明显增大.同时相关测试结果显示:Gd掺杂使样品的介温曲线变平缓,尤以掺杂量为0.009样品最为明显,其介电损耗曲线变化亦较缓慢,表明该样品介电性能的稳定性有较大提高.