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。     

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.     

硅衬底SrTiO3薄膜的热敏特性

利用氩离子束镀膜技术在SiO2/Si衬底上淀积钛酸锶（SrTiO3）膜,并制成平面型电阻器。结果表明：在实验温区（28～150℃）内,SrTiO3薄膜具有负温度系数电阻特性,且热敏牧场生比较明显,在室温30℃时,温度系数α达－2．15％℃^-1。建立热敏电阻－电容器并联模型,分析了频率对不同温度下薄膜电阻器阻拢的影响。在实验温区内,SrTiO3薄膜的介电常数具有较好的热稳定性。     

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%.     

非晶态SrTiO3的分子动力学模拟

采用分子动力学方法,势函数为PIM势,模拟了SrTiO3的熔化过程,将熔化的SrTiO3快速冷却到室温以获得非晶态.通过熔化过程中体系体积的突变,确定熔点为2 420 K;非晶态基本保留了液态的结构特征.ABO3型材料中,Ti-O键起到关键的作用.非晶态下,Ti-O键键长为0.184 5 nm,键角主要分布在95.5°122.5°,平均配位数为4.92.非晶态中的Ti与O的配位以5配位为主,约占80%,同时包含少量的4、6配位.     

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．     

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.     

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.     

SrTiO3/ TiO2复合纳米薄膜的缺陷态

采用电化学方法,研究 SrTiO3/ TiO2复合纳米结构电极和 TiO2电极的缺陷态性质。结果表明：SrTiO3/ TiO2复合电极和 TiO2电极捕获的电子总量分别为 0. 84 ×1017cm 2和 1. 21 ×1017cm 2;两电极相比,SrTiO3/ TiO2复合电极的缺陷态密度较小,可减少光生电子和空穴的复合,增大光生载流子的浓度,增强复合材料的光活性。     

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.