(VNi)_2O_3陶瓷的绝缘体-金属转变

(VNi)_2O_3陶瓷样品从液氮升温测量电阻率和正电子寿命谱。在-110℃附近出现绝缘体至金属转变。发现长寿命τ_2的I_2在低温下有12％的值,但在转变温度T_t上突增至26％,τ_2由388变至352ps;而短寿命τ_1却保持148ps不变。其结果可用Zeiger理论及对V_2O_3的绝缘体-金属转变二能带模型解释。τ_2可考虑为α_1能带上电子的贡献;τ_1的成份和晶体中e(π)能带有关。     

不同离子掺杂对层状钙钛矿氧化物La_(1.3)Sr_(1.7)Mn_2O_7的影响

采用固相法制备了La_(1.3-x)R_xSr_(1.7)Mn_2O_7(R=Eu,Gd,Dy;x=0,0.1)系列样品,研究Ln位离子及离子半径对钙钛矿氧化物物性的影响.结果表明:由于Eu、Gd、Dy的半径依次减小,所以La_(1.2)Eu_(0.1)Sr_(1.7)Mn_2O_7、La_(1.2)Gd_(0.1)Sr_(1.7)Mn_2O_7和La_(1.2)Dy_(0.1)Sr_(1.7)Mn_2O_7的晶格失配度依次增大,导致3个样品的磁性、磁转变温度、MI转变温度依次减小乃至消失,电阻率随之增加.其结果归结于畸变引起强的电-声相互作用,导致双交换作用减弱,使样品的物性发生改变.     

三维纳米花状Bi_5O_7I/Bi_2O_2CO_3的制备及其可见光催化性能

25℃下,以Bi(NO_3)_3·5H_2O和KI为原料,在乙二醇和水的混合体系中进行磁力搅拌,继而通过NaOH溶液处理获得具有异质结的三维纳米花状Bi_5O_7I/Bi_2O_2CO_3半导体材料,并通过X射线衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线光电子能谱和紫外-可见漫反射光谱等方法对样品进行表征与分析;然后以制备的样品为催化剂,研究其对罗丹明B的可见光催化降解作用.结果表明,添加15mL 2.0mol·L~(-1) NaOH溶液处理所得的Bi_5O_7I/Bi_2O_2CO_3-15样品在2h内对罗丹明B的降解率为84.5%,表现出良好的光催化活性.     

Ce掺杂Bi_2O_3纳米棒及热电性能研究

当今,大量化石能源(煤炭、石油和天然气)燃烧造成的环境污染和能源短缺的问题日益严重.寻找一种高效、绿色、低成本和可持续的能源材料是现今能源科学研究的重点工作之一.热电技术是能够利用收集工厂、汽车等产生的废热形成温度梯度通过塞贝克效应转化为电能,通过珀尔帖效应可用于制冷.热电材料是热电技术的关键.因此,热电材料的性能研究对于未来解决能源问题具有举足轻重的作用. Bi_2O_3是一种绿色环保、低成本同时具有较高的塞贝克系数的热电材料.但由于导电性差,到目前为止, Bi_2O_3的功率因子(PF)最大为1.05×10~(-3)WK~(-2)m~(-1).制备纳米材料是提高热电转换效率的重要方法之一,本文通过简单的化学气相沉积法(CVD),成功合成Ce_xBi_(2-x)O_3(x=0, 0.1%, 0.2%, 0.3%)纳米棒,并对其进行化学成分、形貌和微观结构分析.常规X-射线衍射花样(XRD)/小角掠射XRD (GIXRD), X-射线光电子能谱(XPS)测量,证明所得的样品为Ce_xBi_(2-x)O_3.通过扫描/透射电子显微镜观察,发现产物为分散均匀的纳米棒,并冷压成圆块.本文用热电性能测试系统(ZEM-3)对样品的电输运性能(赛贝克系数和电阻率)进行测试,并利用激光热导仪(LASER FLASH DLF-1)和差式扫描量热仪(EXSTAR 6200)测试样品的热导率.结果表明,在479 K下, Ce_(0.2)Bi_(1.8)O_3样品的功率因子(PF)为1.265×10-2WK~(-2)m~(-1),ZT值为0.57×10~(-2),远高于未掺杂的样品,因此Ce掺杂的Bi_2O_3热电材料在能源/材料/器件具有良好的应用前景.     

影响BiSr_1Ca_1Cu_2O_x及Y_1Ba_2Cu_sO_(7-x)超导相形成的几个重要因素

目前,已有大量不同的所谓高温超导体,其可分为两类。第一类是以La_(2-x)Sr_xCuO_(4-x)为代表,T_c=30～40K,晶体是K_2NiF_4结构;第二类是以YBa_2Cu_3O_(7-x)为代表,T_c=90K左右,晶体是缺氧钙钛矿结构,即所谓“123”结构。新高温超导体都是混合含氧化物,显示出陶瓷的机械和物理性能。新材料性能的关键在于化学键合在一起的铜(Cu)和氧(O)原子构成的原子平面,铜-氧化学键合的特殊性质使得材料在某些方向能很好地传导电流,这与大多数陶瓷为绝缘体形成对照。目前,人们在BiSrCaCuO系中以微量Pb取代部分Sr已可获得160K的高临界温度。作者利用化学纯原料成功地研制出零电阻温度达125K的Bi_1Ca_1Cu_2O_x系超导体和T_c在90K以上的Y_1Ba_2Cu_3O_(7-x)高温超导陶瓷。在研制过程中发现Y_1Ba_2Cu_3O_(7-x)超导相的形成过程中,氧环境及退火降温速度对其形成起十分重要的作用,而原料中的微量杂质对其形成不起关键作用;BiSrCaCuO系对微量杂质不敏感,而对退火温度要求甚高。     

La_(2/3)Ca_(1/3)MnO_3/LaMnO_3复合体系中颗粒间界对电磁输运行为的影响

将奈尔温度为145 K的反铁磁性绝缘体LaMnO_3作为第二相复合到La_(2/3)Ca_(1/3)MnO_3颗粒间界处,研究反铁磁性绝缘体对复合体系的电磁输运性质的影响.在(1-x)La_(2/3)Ca_(1/3)MnO_3/xLaMnO_3复合体系中,随着x增加,样品的金属-绝缘体转变温度Tp降低,峰值电阻增加.电输运行为表明:随着反铁磁性第二相LaMnO_3的引入,电子-声子散射以及电子-磁振子散射对输运行为的影响变大.在低磁场0.3 T下,相对于纯La_(2/3)Ca_(1/3)MnO_3,复合样品在金属-绝缘体转变温区附近的磁电阻大大增强;在高场3 T下,所有样品都存在着磁电阻平台现象,且复合样品的磁电阻值在低温区域都明显大于纯La_(2/3)Ca_(1/3)MnO_3的磁电阻值.     

Sb~(3+)掺杂对Bi_2Ti_2O_7薄膜性能的影响

采用Sol-gel法,以Pt/Ti/SiO_2/Si为衬底在700℃下退火20 min制备了Sb~(3+)摩尔含量分别为0.1、0.2、0.3、0.4、0.5和0.6的Bi_(2-x)Sb_xTi_2O_7薄膜.通过对薄膜进行XRD、SEM和C-V、J-V曲线测试,详细讨论了不同Sb~(3+)含量对Bi2Ti2O7薄膜在结构、表面形貌、电容和漏电流等方面的影响.研究结果表明:Sb~(3+)的掺杂在没有改变Bi_2Ti_2O_7薄膜焦绿石结构的基础上提高了薄膜的稳定性;Sb~(3+)的掺杂提高了薄膜的电容值,尤其是当Sb~(3+)摩尔含量为0.3时,电容峰值达到3.8×10~(-9)F;同时,Sb~(3+)的掺杂显著改善了薄膜的漏电流性能,使薄膜的漏电流密度可以低至1.1×10~(-10)A/cm~2.     

掺Mn拓扑绝缘体Bi_2Se_3薄膜的制备及其电磁特性研究

文章利用分子束外延(molecular beam epitaxy,MBE)法在蓝宝石衬底上制备拓扑绝缘体Bi_2Se_3和掺杂Mn的拓扑绝缘体Bi_2Se_3的异质结薄膜。利用反射高能电子衍射仪(reflection high-energy electron diffraction,RHEED)和X射线衍射仪(X-ray diffraction,XRD)对不同条件制备的样品晶相进行分析,获得最优的制备参数,主要包括衬底温度为390℃、Bi和Se的流量比为1∶10以及Mn流量对应的温度为590℃;利用综合物性测量系统(physical property measurement system,PPMS)测量了样品的温度电阻、磁电阻和霍尔电阻。测量结果表明,与纯Bi_2Se_3薄膜相比,Bi_2Se_3和掺杂Mn的Bi_2Se_3构成的异质结薄膜的电阻随温度的升高表现出金属性-绝缘性的转变和更强的磁阻特性,而且由于异质层间的近邻效应导致异质薄膜表现出p型导电特性。     

La_(1-x)Bi_xOX体系(X=F、C1、Br、I)及Tb~(3+)在其中的发光

本文利用La_2O_3和Bi_2O_3(含铽样品加Tb_4O_7)与NH_4X及KX之间的高温固相反应制备了La_(1-x)Bi_xOX,La_(1-x)Bi_xOX:Tb(X=F, Cl, Br, I)的试样。用品格参数法确定了LaOX-BiOX体系固相线下的相关系;LaOF-BiOF,LaOCl-BiOCl,LaOI-BiOI是无限互溶的二元固溶体体系,LaOBr-BiOBr为有限互溶的二元固溶体体系。测定了试样在阴极射线,x射线下的发光性能。La_(1-x)Bi_xOX的发射光谱为两个宽带,在x=0.05～0.10时发光强度最大。La_(1-x)Bi_xOX:Tb的发射光谱为Tb~(3+)的发射光谱,发光强度在X=0.01或X<0.01时最大。初步探讨了在La_(1-x)Bi_xOX:Tb中Bi~(3+)对Tb~(3+)发光的敏化与猝灭作用.     

过氧离子在YBa_2Cu_3O_(7-x)超导体中存在的研究

在有关Y(La)Ba_2Cu_3O_(7-x)体系高Tc超导电性机理的研究中,有人提到过氧键(peroxide bonding)和过氧离子O_2~(2-)的问题,并认为它的存在对高温超导电性有很大的影响。但迄今为止,O_2~(2-)的存在并未有得到实验的证实。我们在对YBa_2Cu_3O_(7-x)样品(X-光相纯)进行红外光谱测定(KBr压片)时发现,正交相的样品在1046cm~(-1)处出现特征吸收,它与过氧离子的O-O键的特征吸收是一致的,而四方相的样品没有此现象。     

高质量外延VO_2薄膜制备及其金属-绝缘体相变特性研究

采用脉冲激光沉积法,在c面蓝宝石衬底上,以VO_2陶瓷作为烧蚀靶材,高纯氧气作为反应气体,固定衬底温度600℃,通过改变生长氧压制备VO_2薄膜.利用X线衍射仪、原子力显微镜、四探针测试仪测试,系统研究生长氧压对VO_2薄膜晶体结构、表面形貌、金属-绝缘体相变(MIT)特性的影响.实验结果表明:生长氧压1.2 Pa时,薄膜(020)晶面摇摆曲线半高宽低至0.061°,结晶质量高;薄膜表面平整光滑;薄膜相变温度接近68℃,金属-绝缘体转变特性显著,电阻率有4个数量级变化.     

Bi_2O_3——Na_2WO_4体系氧离子导体

1 引言近十多年来,科学工作者对Bi_2O_3基固体电解质的组成、温度与电导率的关系进行了大量研究.高桥武彦等人在Bi_2O_3中掺入各种金属氧化物进行探索,发现了一系列性质优良的氧离子导体.例如:(Bi_2O_3)_(0.75)(Y_2O_3)(0.25)、(Bi_O_3)_(078)(WO_3)_(0.32)等,在923K 时,前者氧离子电导率(σ_0-)为1.1×10~(-2)Ω~(-1)cm~(-1),后者σ_0-为4.1×10~(-2)Ω~(-1)cm~(-1).     

Gd掺杂层状钙钛矿La_(1.3)Sr_(1.7)Mn_2O_7的磁性和输运性质研究

用固相反应法制备了La1.3-xGdxSr1.7Mn2O7(x=0,0.05,0.1,0.2)多晶样品,研究该样品的电磁特性.研究结果表明:随着Gd的掺入,样品铁磁性减弱导致磁化强度、二维磁转变温度和三维磁转变温度都随之降低,在低温下有自旋玻璃态出现;样品的金属-绝缘体转变温度降低,电阻率增大.可见由于Gd掺杂导致晶格失配,减弱了双交换作用.对La1.3-xGdxSr1.7Mn2O7(x=0,0.2)多晶样品高温部分的ρ-T曲线拟合发现,样品在高温部分的导电方式符合小极化子模型.     

TiO2/Bi4V2O11复合光催化剂的制备及光催化性能

目的水热法制备TiO_2/Bi_4V_2O_(11)复合光催化剂并对其催化活性进行研究。方法采用XRD,BET,UV-Vis等表征手段研究催化剂的晶相结构和性能,并通过测试该复合结构对罗丹明B(Rhodamine B,RhB)的可见光催化降解评估其光催化活性。结果实验结果表明,复合物的光催化效果与纯的Bi_4V_2O_(11)和TiO_2光催化剂相比,TiO_2负载量为50%时,TiO_2/Bi_4V_2O_(11)复合光催化剂降解RhB具有更高的可见光催化活性。结论 TiO_2/Bi_4V_2O_(11)样品光催化性能的提高归因于增大了催化剂的比表面积以及TiO_2与Bi_4V_2O_(11)形成了异质结,从而有效抑制光生电子-空穴对的复合,并根据捕获实验提出了可能的光催化机理。     

La_(0.67)Sr_(0.33)MnO_3/MgO颗粒系统的电输运和磁电阻

用溶胶凝胶法制备La0.67Sr0.33MnO3(LSMO)粉末,并引入第二相MgO在不同的烧结温度下制备了(1-x)LSMO/xMgO铁磁颗粒系统,对样品的结构、电输运性质和磁电阻进行了系统的研究.结果表明:随MgO含量的增加,样品的电阻率增加、绝缘体金属转变向低温移动、低温电阻极小值现象变得更加明显以及样品的磁电阻增强,但当MgO含量增加到0.07以后,样品的绝缘体金属转变温度又重新增加,其磁电阻也几乎不变,运用颗粒之间的磁耦合关系和自旋极化隧穿机理,对实验结果进行了讨论.     

Bi6Ti3Fe1.7Ni0.3O18陶瓷的改进固相法制备及性能表征

采用改进固相法制备c轴择优取向Bi_6Ti_3Fe_(1.7)Ni_(0.3)O_(18)陶瓷材料,重点研究Bi_6Ti_3Fe_(1.7)Ni_(0.3)O_(18)材料磁性能的各向异性及光吸收特性.X线衍射结果表明,由改进固相法制备的陶瓷样品均具有c轴择优取向,随着烧结温度的升高,样品的c轴择优取向度增加.磁性测试结果表明,所有样品面内的饱和磁化强度(Ms)均大于面外的饱和磁化强度.对光吸收性能的分析表明,Bi_6Ti_3Fe_(1.7)Ni_(0.3)O_(18)具有两条吸收边,对应的直接带隙分别为2. 01 e V和2. 44 e V.     

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.     

CoAl_xFe_(2-x)O_4/SiO_2纳米复合薄膜材料的结构和磁性研究

利用溶胶—凝胶旋涂法制备了CoAl_xFe_(2-x)O_4/SiO_2(x=0.1,0.3,0.5,0.7,0.9)纳米复合薄膜.利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)和振动样品磁强计(VSM)对样品的结构、形貌和磁性进行了研究.结果表明,样品中CoAl_xFe_(2-x)O_4具有尖晶石结构,铁氧体纳米晶粒尺寸在24~34 nm之间.随着Al~(3+)含量的增加,CoAl_xFe_(2-x)O_4的晶格常数减小,样品的饱和磁化强度先增大后减小,当x=0.3时具有最大值;而矫顽力单调减小.     

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).     

K0.5Bi4.5-xEuxTi4O15高温铋层状压电陶瓷光电性能研究

铋层状压电陶瓷具有较高的居里温度和良好的热稳定性,被广泛应用于高温、高频电子领域.本文采用传统固相合成法制备了K_(0.5)Bi_(4.5-x)Eu_xTi_4O_(15)高温铋层状无铅压电陶瓷,并详细研究了Eu3+掺杂对K_(0.5)Bi_(4.5-x)Eu_xTi_4O_(15)材料的结构与光电性能的影响.研究结果表明稀土Eu3+掺杂对K_(0.5)Bi_(4.5-x)Eu_xTi_4O_(15)陶瓷的相结构的影响不大:陶瓷均为均一致密的片层状结构.Eu3+掺杂一定程度上促进材料电性能的提高,当x=0.004时,陶瓷综合性能最佳:居里温度Tc=540℃、介电损耗tanδ=0.80%、压电系数d33=19pC/N及剩余极化强度2Pr=9.8μC/cm2.此外,掺杂后的陶瓷样品获得了光致发光性能,在526nm的蓝光激发下,样品呈现出明亮的橙红光.