外电场对PbTiO_3纳米晶表面光电特性的影响

研究了1000℃（1#）和450℃（2#）条件下烧结的PbTiO纳米晶，在外电场处理前后的表面光电特性．结果表明，外电场的处理对PbTiO3纳米晶表面光电特性的影响具有明显的尺寸效应：经外电场处理后1#PbTiO3纳米晶表面光优响应没有变化；2#PbTiO3纳米晶变化明显．     

溶胶乳化法制备纳米SnO_2的晶化及其颗粒特性

采用改进的溶胶乳化法制备了纳米ＳｎＯ２粉末．由Ｘ射线衍射实验测定了纳米ＳｎＯ２粉体的晶化动力学．并采用穆斯堡尔谱技术研究了它的超精细场参数与颗粒精细结构．随着处理温度升高，无论晶化长大或超精细场参数均分二个阶段发生变化．当热处理温度低于５００℃时，ＳｎＯ２粉末的平均晶粒尺寸小于１５ｎｍ．纳米ＳｎＯ２颗粒由近似非晶态的表面相与晶态的体相构成．表面相分数可高达８０％，其四极分裂参数比体相小．     

溶胶乳化法制备纳米SnO2的晶化及其颗粒持性

采用改进的溶胶乳化法制备了纳米ＳｎＯ２粉末，由Ｘ射线衍射实验测定了纳米ＳｎＯ２粉体的晶化动力学，并采用穆斯堡尔谱技术研究了它超精细场参数与颗粒精细结构，随着处理的温度升高，无论晶化长大或超精细场参数均分二个阶段发生变化。当热处理温度低于５００℃时，ＳｎＯ２粉末的平均晶粒尺寸小于１５ｎｍ，纳米ＳｎＯ２颗粒由近似非晶态的表面相与晶态的体相构成。     

纳米晶BaTiO3湿敏元件研制

用硬酯酸法制备纳米晶钛酸钡材料，并制成湿敏元件，可用于全湿范围，灵敏度较高．纳米晶的粒径尺寸影响湿敏元件的电阻．掺入某些杂质如Ｎａ２ＣＯ３可以改善元件的湿敏特性     

单分散纳米晶的合成、组装及其介孔材料的制备

单分散纳米晶因其均一的尺寸而表现出尺寸效应、表面效应等不同于体相材料的优异性能,同时也是组装具有功能特性纳米结构材料的理想构建基元．因此,合成单分散纳米晶具有十分重要的意义．自从1993年Bawendi研究组成功制备CdS／CdSe单分散半导体量子点以来,单分散纳米晶的合成已取得一系列重要进展．目前,对于各类单分散纳米晶已基本都能通过一定的制备方法得到．然而,为实现单分散纳米晶的规模化工业生产,更为简易、经济、快速、宏量的制备方法仍有待进一步发展．另一方面,单分散纳米晶的组装是构建具有复合功能超结构体的基础,是连接微观粒子和宏观器件的桥梁．十几年来,各研究组共同发展了多种组装方法．然而,通过简便易行的途径实现单分散纳米晶大规模、规则、可控组装仍然存在着巨大的挑战．该文综述了单分散纳米晶的合成、组装及其介孔材料制备的前沿进展．     

用正电子湮没寿命谱研究锰锌铁氧体纳米晶的缺陷结构

采用溶胶一凝胶法,在不同退火温度下得到了3种不同粒径的锰锌铁氧体纳米晶．利用X射线衍射研究了纳米晶的晶体结构和粒径,借助正电子湮没寿命谱仪讨论了纳米晶的缺陷随粒径的变化．结果显示,所得锰锌铁氧体纳米晶为立方尖晶石结构,且随着温度的升高纳米晶不断长大;随着粒径的增大,纳米晶的表面缺陷减小,晶界间的自由体积发生复合．     

二氧化钛纳米晶的缺陷性质和光电性能

为研究二氧化钛纳米晶的缺陷性质对其光电性能的影响,采用溶胶-凝胶法制备了二氧化钛纳米晶,利用X线衍射和正电子湮没寿命谱对样品的晶相、平均粒径和缺陷性质等进行表征,并以所得二氧化钛纳米晶为基础制备二氧化钛纳米晶薄膜,进一步分析其光电性能.结果表明:在450℃的热处理温度下,可以合成锐钛矿相占主要成分的二氧化钛纳米晶.随着热处理时间从30 min延长至90 min,二氧化钛纳米晶的平均粒径从12.8 nm增大到47.9 nm.随着平均粒径的增大,二氧化钛纳米晶表面缺陷的尺寸变小且浓度降低,同时晶界间的自由体积发生复合.在表面缺陷和平均粒径的双重影响下,二氧化钛纳米晶薄膜的瞬态光电流密度随平均粒径的增大表现出先增大后减小的变化趋势,其中,基于26.5 nm粒径二氧化钛纳米晶制备所得薄膜的瞬态光电流密度最大,其值为0.072 m A/cm2.     

钛酸铅纳米线的铁电相变研究

采用水热法合成钙钛矿结构钛酸铅（PbTiO3）纳米线.水热温度对产物的形貌有较大的影响,PbTiO3纳米线的直径为10~20 nm.变温Raman光谱研究表明,随着温度的升高,位于600 cm-1以上声子的振动频率变化不大,而位于低频的振动峰发生了红移或消失;PbTiO3纳米线在283℃发生正交→四方的结构转变,而在435℃附近对应于PbTiO3纳米线的四方→立方转变.     

可见光敏感型纳米氮氧化钛光催化剂的制备和表征

利用高温气固相反应合成制备纳米氮氧化钛．研究制备过程中反应温度和反应时间对样品粒径和晶型的影响．采用X射线衍射、透射电子显微镜、X射线光电子能谱和紫外可见光谱等手段对样品形态结构进行表征．结果表明，纳米氮氧化钛粒径为10～30nm，平均晶粒尺寸为16nm，颗粒晶型为锐钛矿型，并且发现氮氧化钛对波长在400～500nm的可见光有明显吸收．     

复合氧化物苯酚羟化催化活性与光伏响应的关系

利用表面光电压谱和场诱导表面光电压谱研究过渡金属复合氧化物（铁酸盐）的光伏响应特性和它们苯酚羟基氧化催化活性．结果表明，随着掺入的金属离子不同，光伏响应阈值和对外电场响应特性有明显差异，并且，光伏响应阈值和外电场光电响应特性与催化活性之间有很好的对应关系．阈值越小，活性越高．在负电场下，光伏响应增强的催化剂的催化活性也增加．     

SAG法合成钛酸铅纳米晶粒的工艺和结构研究

ＳＡＧ法合成钛酸铅纳米晶粒的工艺和结构研究李永祥刘泽吴冲若（东南大学电子工程系,南京２１００９６）ＰｂＴｉＯ３是应用广泛的铁电和光电材料之－,研究ＰｂＴｉＯ３纳米晶粒的合成技术和电学性能对基础研究和新型复合功能材料研究都有重要意义．作者曾采用Ｓｏｌ...     

PbTiO3多晶及薄膜材料强电场下的电热效应研究

基于Landau-Devonshire的热动力学模型,计算了PbTiO3块体及薄膜材料在铁电相变附近的电热效应。PbTiO3块体在769 K出现了一级铁电-顺电转变。700 K时其矫顽场为25MV·m-1。强的电场使得PbTiO3块体材料的一级相变逐渐转变为二级连续相变,且相变在更高的温度发生。PbTiO3薄膜材料的相变为二级相变,熵值减小,而熵变也相应减少。随着电场的增强,两者的比热容减小,但对应的温度向高温方向移动,2者的熵值却随着电场的增大而增强。对于PbTiO3薄膜来说,随着面内错配度的变化,张应力使相变温度降低,而压应力则相反。计算了PbTiO3块体与薄膜材料的绝热温变与制冷热容,其中块体的绝热温变ΔTad与制冷热容RC最大,分别为4.76 K与94.1 kJm-2K-1。     

Nucleation and growth mechanism of ferroelectric domain-wall motion

The motion of domain walls is critical to many applications involving ferroelectric materials, such as fast high-density non-volatile random access memory. In memories of this sort, storing a data bit means increasing the size of one polar region at the expense of another, and hence the movement of a domain wall separating these regions. Experimental measurements of domain growth rates in the well-established ferroelectrics PbTiO3 and BaTiO3 have been performed, but the development of new materials has been hampered by a lack of microscopic understanding of how domain walls move. Despite some success in interpreting domain-wall motion in terms of classical nucleation and growth models, these models were formulated without insight from first-principles-based calculations, and they portray a picture of a large, triangular nucleus that leads to unrealistically large depolarization and nucleation energies. Here we use atomistic molecular dynamics and coarse-grained Monte Carlo simulations to analyse these processes, and demonstrate that the prevailing models are incorrect. Our multi-scale simulations reproduce experimental domain growth rates in PbTiO3 and reveal small, square critical nuclei with a diffuse interface. A simple analytic model is also proposed, relating bulk polarization and gradient energies to wall nucleation and growth, and thus rationalizing all experimental rate measurements in PbTiO3 and BaTiO3.     

PbTiO3-CoFe2O4磁电材料样品库的同步辐射X射线衍射结构分析

用高分辨微区同步辐射X射线衍射研究了PbTiO3-CoFe2O4组合材料样品库晶嵌：结构随成分的变化，发现在80％PbTiO3成分附近存在着一个由外延应力引起的狭窄立方相区．分析表明，正是此相区的存在造成了该区域介电常数、非线性介电常数和磁电系数异常的增大．     

PbTiO_3-CoFe_2O_4磁电材料样品库的同步辐射X射线衍射结构分析

用高分辨微区同步辐射X射线衍射研究了PbTiO3-CoFe2O4组合材料样品库晶体结构随成分的变化,发现在80%PbTiO3成分附近存在着一个由外延应力引起的狭窄立方相区.分析表明,正是此相区的存在造成了该区域介电常数、非线性介电常数和磁电系数异常的增大.     

四方相钙钛矿PbTiO_3的水热合成及机理研究

以自制氢氧化铅和二氧化钛作为原料,在溶液pH≈13~14,180℃的条件下添加合适的矿化剂反应24 h,采用水热法制备出了颗粒均匀(边长≈500 nm)的四方相钙钛矿PbTiO3(PT)纳米立方体,并利用XRD,SEM,TEM等分析手段对样品的结构和形貌进行了表征,并对其主要影响因素:前驱物的种类、溶液的pH值、物料的摩尔配比及反应时间等进行了研究,同时提出了可能的形成机理,即"溶解—醇解—晶体生长—再结晶"机理.     

在PbTiO3中的铁电相到顺电相变

考虑在O－Ti-O链上的Sahn-Tellen效应和库仑相互作用，我们讨论了PbTiO3的结构相变。从简单的类氢原子和有效电点荷模型出发，计算了PbTiO3铁电相到顺电相相变温度，计算结果和实验数据符合。     

Doping semiconductor nanocrystals

Doping--the intentional introduction of impurities into a material--is fundamental to controlling the properties of bulk semiconductors. This has stimulated similar efforts to dope semiconductor nanocrystals. Despite some successes, many of these efforts have failed, for reasons that remain unclear. For example, Mn can be incorporated into nanocrystals of CdS and ZnSe (refs 7-9), but not into CdSe (ref. 12)--despite comparable bulk solubilities of near 50 per cent. These difficulties, which have hindered development of new nanocrystalline materials, are often attributed to 'self-purification', an allegedly intrinsic mechanism whereby impurities are expelled. Here we show instead that the underlying mechanism that controls doping is the initial adsorption of impurities on the nanocrystal surface during growth. We find that adsorption--and therefore doping efficiency--is determined by three main factors: surface morphology, nanocrystal shape, and surfactants in the growth solution. Calculated Mn adsorption energies and equilibrium shapes for several nanocrystals lead to specific doping predictions. These are confirmed by measuring how the Mn concentration in ZnSe varies with nanocrystal size and shape. Finally, we use our predictions to incorporate Mn into previously undopable CdSe nanocrystals. This success establishes that earlier difficulties with doping are not intrinsic, and suggests that a variety of doped nanocrystals--for applications from solar cells to spintronics--can be anticipated.     

多因素耦合对光伏发电性能影响的试验研究

为了解苏州地区各因素耦合对光伏发电性能的影响,在苏州科技大学搭建了太阳能光伏一体化材料试验台,将所采集到的同步光伏发电数据及环境气象参数进行研究分析,首先采用了多元线性回归方程的分析方法,分析了各影响因素与光伏板表面温度之间的关系。接着研究了光伏板表面温度对光伏板发电量的影响;并采用了一元线性回归方程分析其之间的关系。然后采用趋势面分析法,分析了光伏板表面温度和太阳辐射量量对多晶硅光伏板发电量的影响。研究表明:环境温度每升高1℃,光伏板表面温度增加0.908℃;室外风速每增大1 m/s,光伏板表面温度降低0.056℃;总太阳辐射强度每升高1 W/m~2,光伏板表面温度增加0.035℃;室外湿度每增大1%,光伏板表面温度降低0.172℃;且光伏板表面温度每升高1℃,发电量增加0.073 W·h。同时,趋势面分析发现光伏板表面温度与太阳辐射量对发电量的影响呈双向变化的趋势,即太阳辐射量的正向变化,光伏板表面温度负向变化,且两级变化趋势明显,中间变化趋势平缓。