用第一性原理研究Sn掺杂 Ga1.375In0.625O3的电子结构和导电性

用第一性原理计算了Sn 替位Ga1.375In0.625O3化合物的Ga 原子(Ga1.25In0.625Sn0.125O3)和Sn 替位Ga1.375In0.625O3化合物的In原子(Ga1.375In0.5Sn0.125O3)的结构、电子能带和态密度。Ga1.25In0.625Sn0.125O3半导体材料比Ga1.375In0.5Sn0.125O3材料具有大的晶格参数和强的Sn–O离子键。在Sn掺杂 Ga1.375In0.625O3化合物中,Sn 原子优先取代In 原子。Sn掺杂 Ga1.375In0.625O3化合物显示n型导电性, 杂质能带主要由Sn 5s 态组成。Ga1.375In0.5Sn0.125O3化合物的光学带隙大于Ga1.25In0.625Sn0.125O3化合物的光学带隙。 Ga1.25In0.625Sn0.125O3 具有小的电子有效质量和大的电子迁移率,Ga1.375In0.5Sn0.125O3 具有多的相对电子数和好的导电性。     

LaNiO3/PbZr0.4 Ti0.6 O3/LaNiO3的疲劳特性研究

采用化学溶液法在Si基衬底上制备了PbZr0.4Ti0.6O3/LaNiO3异质结构。X-射线衍射测量结果表明,制备的PbZr0.4Ti0.6O3/LaNiO3异质结构中PbZr0.4Ti0.6O3薄膜呈高度(100)择优取向;原子力显微镜测量表明制备的PbZr0.4Ti0.6O3薄膜的表面平整、均匀、结构致密;RT-66A测量表明,400 kV/cm的外加电场下,LaNiO3/PbZr0.4Ti0.6O3/LaNiO3结构具有优良的铁电性,剩余极化强度为14.6μC/cm2,矫顽电场为41 kV/cm。翻转1×108次极化下降小于10%,显示了很好的疲劳特性。并进一步研究了Pb含量对PbZr0.4Ti0.6O3薄膜的微结构和极化特性的影响。     

C掺杂金红石结构TiO_2的第一性原理研究（英文）

利用基于密度泛函的第一性原理研究了非磁性轻元素C掺杂金红石TiO_2的性质,这在自旋电子和红外电子领域具有潜在的应用前景.结果显示:C原子更倾向于形成铁磁耦合并围绕在Ti原子周围,每个C原子的磁矩大约为1.3μB.体系的铁磁性来源于p-d轨道杂化和类p-d杂化的p-p耦合共同作用,p-p耦合主要来自类p-t_(2g)和价带p态耦合.     

C掺杂金红石结构TiO2的第一性原理研究

利用基于密度泛函的第一性原理研究了非磁性轻元素C掺杂金红石TiO2的性质,这在自旋电子和红外电子领域具有潜在的应用前景.结果显示：C原子更倾向于形成铁磁耦合并围绕在Ti原子周围,每个C原子的磁矩大约为1.3 μB.体系的铁磁性来源于p-d轨道杂化和类p-d杂化的p-p耦合共同作用,p-p耦合主要来自类p-t2g 和价带p态耦合.     

应力条件下GaN电子结构及光学性质研究

采用密度泛函理论框架下的第一性原理平面波计算方法,系统研究了不同应力作用下GaN的电子结构和光学性质,对比分析了外压调制对GaN的能带结构、态密度和光学性质变化的影响。计算结果表明:随着外应力的逐渐增加,Ga—N的键长逐渐变小,布局数逐渐增加,共价性明显增强,离子性减弱。电子结构计算结果显示导带向高能方向漂移,而整个价带向低能方向漂移,禁带带宽明显被展宽,Ga原子的3d态电子与N原子的2p态电子的杂化程度增强。光学性质计算结果揭示了在没有应力的作用下,在1.6 eV附近开始出现吸收边。随着外应力的逐渐增大,GaN的复介电函数和吸收谱向高能方向漂移,光谱发生了明显的蓝移现象,进而提高了光电转换效率。     

铁电微管的制备与表征

采用化学浸润法在多孔硅模板上制备了锆钛酸铅(PbZr0.52Ti0.48O3,PZT)铁电微管,X射线衍射分析表明铁电微管为钙钛矿结构.运用扫描电子显微镜和原子力显微镜对铁电微管的微现形貌进行了观察,其姑果显示两种方法所测得的铁电微管直径不同.利用压电响应力显微镜观察到了铁电微管的电畴图像,并测得了铁电微管的微区电滞回...     

微桥结构PZT厚膜红外探测器研究

利用KOH溶液腐蚀结合SF6气体干法刻蚀工艺制备了锆钛酸铅(PbZr0.3Ti0.7O3,PZT)厚膜热释电红外探测器,得到了器件Si基背面完全悬空的微桥绝热结构.使用由斩波器调制的黑体辐射,测试了探测器在低频段的电压响应率、噪声等效功率和探测率等参数.结果表明,探测器在调制频率为5.3 Hz时的电压响应率约为4.5×...     

PbZrxTi1-xO3多层膜中与极性缺陷复合体相关的介电驰豫

研究了由致密PbZr0.38Ti0.62O3和多孔PbZr0.38Ti0.62O3 膜层交替排列组成的多层膜在温度为420K时的介电行为.在102~106 Hz的频率范围,观测到两种截然不同的介电驰豫.位于低频区的介电损耗峰归因于空间电荷极化.通过俄歇电子谱和电子顺磁共振谱分析,初步判定遵从Arrhenius 律、热激活能为0.49 eV的高频介电驰豫则起源于氧空位V¨0和Ti3+ 形成的极性缺陷复合体V¨0-Ti3+对交变电场的响应.     

Ag3PO4(111)清洁面的原子弛豫对其体系能量及电子结构的影响

采用基于密度泛函理论的第一性原理GGA+U方法,研究了Ag3PO4(111)面的原子弛豫对其体系能量及电子结构的影响.发现Ag3PO4(111)面原子弛豫后,表面两个三配位的Ag原子均向里移动超过0.06 nm,而表面次层的O原子则均向外移动0.004 nm,导致弛豫后暴露在最表面的是O原子.而且弛豫使表面原子的核外电荷向表面内部发生了一定程度转移,表面键的杂化作用使共价左右增强,表面键长缩短.计算出的能带结构和态密度显示出原子弛豫窄化了价带宽度0.15 eV,增加了带隙宽度0.26 eV.同时未弛豫结构中存在于价带顶和导带底的两个表面峰在弛豫后完全消失,弛豫使Ag3PO4表面从金属特征向半导体特征转变.     

PbZr0.40Ti0.60O3非晶薄膜透射光谱性质研究

采用溶胶凝胶方法在石英玻璃上制备了均匀透明的PbZr0.40Ti0.60O3(PZT)非晶薄膜，测量了200-1100nm的紫外可见近红外透射光谱，根据经典的包络计算方法，同时获得薄膜在透明振荡区的折射率，消光系数以及厚度，薄膜的折射率色散关系可以通过单电子sellmeier振荡模型成功地进行解释。最后，根据Tauc's法则，得到PbZr0.40Ti0.60O3非晶薄膜的禁带宽度为3.78eV。     

凝胶自燃烧法合成Bi_(0.5)Na_(0.5)TiO_3纳米粉体

以Bi(NO3)3·5H2O、NaNO3和Ti(OC4H9)4为原料,采用凝胶自燃烧法合成了Bi0.5Na0.5TiO3纳米粉体,研究了粉体的晶相结构。结果表明:所合成的粉体粒子大小均匀,晶相单一,不需高温处理便能直接形成钙钛矿结构超细粉末。粉末经压片,1125℃烧结2h即可获得致密的烧结体,其d为98.1%。用SEM观察,烧结样品的平均粒径为2μm。     

Anisotropic Strain-Mediated Symmetry Engineering and Enhancement of Ferroelectricity in Hf0.5Zr0.5O2/La0.67Sr0.33MnO3 Heterostructures

Hafnium-based binary oxides have attracted considerable attention due to their robust ferroelectricity at the nanoscale and compatibility with silicon-based electronic technologies. To further promote the potential of Hafnium oxides for practical device applications, it is essential to effectively harness the interplay between structural symmetry, domain configuration, and ferroelectricity. Here, using Hf_0.5Zr_0.5O₂/La_0.67Sr_0.33MnO₃ (HZO/LSMO) heterostructures as a model system, the anisotropic strain-mediated symmetry engineering and ferroelectricity enhancement are systematically investigated. By growing the heterostructures on (110)-oriented perovskite substrates, considerable anisotropic strain is imposed on the LSMO bottom electrodes. Such an anisotropically-strained LSMO layer acts as a structural template and effectively tune the structural symmetry, polar/non-polar phase ratio, and ferroelectricity of the HZO top layer. Specifically, the anisotropic tensile strain stabilizes the ferroelectric rhombohedral and orthorhombic phases, thus enhancing the remnant polarization (P_r) up to 22 µC cm⁻². In contrast, the anisotropic compressive strain facilitates the formation of non-ferroelectric tetragonal phases, leading to a suppressed P_r down to 8 µC cm⁻². These findings provide a guideline for understanding and modulating the intrinsic structure-ferroelectricity relationship of HZO through anisotropic strain-mediated symmetry engineering, which may shed light on the development of hafnium-oxide-based electronic devices.     

Cu/Mo共掺K_(0.5)Bi_(0.5)TiO_3陶瓷材料的PTC特性

采用以聚乙烯醇为聚合剂的湿化学方法合成制备了K0.5Bi0.5(Ti1–2xCuxMox)O3(x=0.01,0.06)陶瓷材料。利用X射线衍射、扫描电子显微镜、电阻–温度测试和交流阻抗谱分析对材料的微观组织和热敏特性进行了表征。结果表明:Cu/Mo共掺的K0.5Bi0.5TiO3陶瓷具有钙钛矿结构,并呈现明显的PTC效应;K0.5Bi0.5(Ti0.88Cu0.06Mo0.06)O3陶瓷的居里点为155℃,室温电阻为1 454,升阻比为2.62个数量级。材料的PTC效应主要来源于晶界电阻效应,遵循Heywang模型。     

La2O3-B2O3玻璃添加对Zn0.5Ti0.5NbO4微波介质陶瓷结构及性能影响

利用X射线衍射、扫描电子显微镜等手段研究了添加La2O3-B2O3玻璃作为烧结助剂的Zn0.5Ti0.5NbO4微波介质陶瓷在低温烧结过程中的结构及微波介电性能变化。实验结果表明,适当的La2O3-B2O3玻璃添加不会影响Zn0.5Ti0.5NbO4陶瓷的相组成。添加质量分数2%的La2O3-B2O3烧结助剂有助于在烧结过程中形成液相,液相能有效加速Zn0.5Ti0.5NbO4陶瓷的低温烧结过程,实现Zn0.5Ti0.5NbO4陶瓷的致密化。在875℃烧结时,添加质量分数2%La2O3-B2O3玻璃的Zn0.5Ti0.5NbO4陶瓷具有优异的微波介电性能:εr=33.91,Q×f=16579 GHz(f=6.1 GHz),τf=-68.54×10-6/℃。     

（Ba0.5Sr0.5）TiO3铁电薄膜的制备工艺及电学性质研究

采用溶胶 凝胶方法制备出纯立方钙钛矿相、介电性能和漏电流特性良好的 (Ba0 .5Sr0 .5)TiO3 铁电薄膜 .研究发现 ,随着烧结温度的升高 ,(Ba0 .5Sr0 .5)TiO3 薄膜纯度和结晶度增高 ,介电常数提高 ,漏电流密度降低 .在 75 0℃进行保温 1h热处理的薄膜性能较好且稳定 :在室温下测得薄膜介电常数为 2 5 0 ,介电损耗为 0 .0 30 ,漏电流密度为 6 .9× 10 -8A/cm2 .较高的介电常数、较低的漏电流密度可能源于良好的纯度和结晶度 .进一步研究表明 ,薄膜导电遵从空间电荷限制电流机制 .     

溶胶–凝胶法制备NBT-KBT系陶瓷及其电性能

采用sol-gel法制备(1–x)Na0.5Bi0.5TiO3-xK0.5Bi0.5TiO3(x=0.12~0.50)系无铅压电陶瓷。XRD分析表明,当x=0.18~0.30时陶瓷具有三方–四方相共存的晶体结构,为该陶瓷的准同型相界(MPB)。在MPB附近存在最佳的电性能:d33为150pC/N,kp为36.7%,ε3T3/ε0为1107,tanδ为1.1×10–2,Qm为168.8,Np为2949.7Hz·m。与常规固相法相比,sol-gel法有利于提高该陶瓷的电性能。分析了该陶瓷材料在1,10和100kHz下的介电温谱,发现该陶瓷是一类弛豫型铁电体材料。     

溶胶—凝胶法制备BST铁电薄膜及性能研究

研究了一种以水为溶剂的(Ba     

Inhibition of Whisker Growth on the Surface of Sn-3Ag-0.5Cu-0.5Ce Solder Alloyed with Zn

Solder alloys doped with rare-earth elements have been reported to show many beneficial effects. However, tin whiskers have been observed to appear on the surface of Sn-3Ag-0.5Cu-0.5Ce solder joints after air exposure for short periods. Such a phenomenon of abnormal whisker growth may significantly degrade the reliability of electronic packaging. The present study shows that the tin whiskers can be prevented by the addition of 0.5 wt.% Zn into a Sn-3Ag-0.5Cu-0.5Ce solder. The inhibition effect on the whisker growth is correlated to the refining of (Ce_0.9Zn_0.1)Sn₃ intermetallics in this Sn-3Ag-0.5Cu-0.5Ce-0.5Zn alloy.     

Ca掺杂(Bi_(0.5)Na_(0.5))TiO_3-BaTiO_3压电陶瓷结构与性能

采用传统电子陶瓷工艺制备了(Bi0.5Na0.5)0.93(Ba1-xCax)0.07TiO3(x=0.02,0.04,0.06,0.08或0.10)陶瓷,研究了Ca掺杂量对陶瓷的结构、介电、压电性能的影响。结果表明,陶瓷样品均形成了单一的钙钛矿结构固溶体。陶瓷的介电、压电性能受Ca掺杂量的影响显著。所有陶瓷样品均表现出弥散相变特征。x=0.04时,室温εr达到最大值1451.7,且tanδ较小,为0.042;当x=0.06时,d33和kp达到最大,分别为140.5pC/N和19.7%。     

LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_4/Li_4Ti_5O_(12)电池体系的性能研究

采用高温固相法合成了锂离子电池用正极材料LiNi0.5Mn1.5O4和负极材料Li4Ti5O12。通过XRD和SEM分析,并借恒电流充放电和循环伏安法测试了LiNi0.5Mn1.5O4/Li4Ti5O12电池体系的电化学性能。结果表明:LiNi0.5Mn1.5O4和Li4Ti5O12均为尖晶石结构,LiNi0.5Mn1.5O4/Li4Ti5O12电池具有良好的充放电循环可逆性,以0.5C倍率充放电,首次放电比容量可达124.31mAh·g–1,充放电循环50次后,放电比容量在116mAh·g–1以上,容量保持率为93.32%。