Sol-gel自蔓延燃烧制备CaCu3Ti4O12纳米粉体及其介电性能研究

以硝酸钙、硝酸铜、钛酸四丁酯、冰乙酸和无水乙醇为原料,采用溶胶-凝胶自蔓延燃烧反应成功地制备了平均粒径为60～80nm的CaCu3Ti4O12纳米粉体.采用XRD、TEM和IR对纳米粉体的结构、形貌和光谱特性进行了分析和表征,并借助TG-DSC研究了干凝胶的自蔓延特性和晶化过程.采用传统烧结工艺制备了陶瓷,测得其在室温、lkHz时的介电常数为6×104.     

铜铁氧体纳米晶的溶胶-凝胶自蔓延燃烧法合成和表征

以硝酸铜、硝酸铁、硝酸钴和柠檬酸为原料,采用溶胶-凝胶自蔓延燃烧法一步直接合成了单相Co0.5Cu0.5Fe2O4纳米晶.借助TG/DTA、IR、XRD和SEM等手段分别对溶胶-凝胶自蔓延燃烧机理、粉体在不同退火温度下的结构演化过程以及燃烧粉体的表面形貌进行了研究.结果表明,自蔓延燃烧过程是在硝酸根离子和羧酸根离子之间进行的热诱导阴离子氧化还原反应,其中,硝酸根离子作氧化剂,羧酸根离子作还原剂.干凝胶燃烧后,产物已经初步晶化,晶粒尺寸约20nm.经600℃,2h退火即可得到晶化较好的Co0.5Cu0.5Fe2O4纳米粉体,燃烧粉末为多孔结构,密度为2.9g/cm3.     

溶胶-凝胶法制备Na0.5Bi0.5TiO3基无铅压电陶瓷的研究进展

钛酸铋钠(Na0.5Bi0.5TiO3,简写为NBT)基无铅压电陶瓷由于具有良好的压电性、高居里温度和烧结过程中无毒、易控制性等优点而备受关注.综述了溶胶-凝胶法制备Na0.5Bi0.5TiO3粉体及制备出的陶瓷的结构和性能特点.总结了用溶胶-凝胶法制备压电和介电性能显著提高的钛酸铋钠基无铅压电陶瓷的研究进展.研究表明,溶胶-凝胶法在制备压电陶瓷方面具有均匀性好、纯度高,烧结温度低等优点.展望了该工艺的发展方向.     

Mn掺杂BST陶瓷的本征热释电性能研究

采用柠檬酸溶胶-凝胶法制备了不同锰掺杂含量的BST陶瓷。研究表明,利用柠檬酸溶胶-凝胶法制备BST陶瓷粉末可以降低BST陶瓷的烧结温度至1250℃,Mn掺杂能明显降低BST陶瓷的铁电性,适量掺杂Mn可以获得具有介电常数适中、介电损耗较小,且室温下具有良好热释电性和探测率优值的BST陶瓷。1%Mn掺杂的BST陶瓷在室温下本征热释电系数γint=610nC/(cm2.K),低频下的探测率优值Fd=88.4×10-6Pa-1/2,可以满足制作热释电探测器的要求。讨论了Mn掺杂BST陶瓷的电畴翻转机制     

粗晶粒BaTiO_3陶瓷的微观结构及电学性能

以钛酸丁酯和乙酸钡为原料用溶胶-凝胶法制备了BaTiO3纳米粉体,并烧结了不同晶粒尺寸的陶瓷,研究了不同烧结温度下BaTiO3陶瓷的微观结构及尺寸效应对电学性能的影响。结果表明:溶胶-凝胶法可以在较低的温度(700℃)下合成BaTiO3纳米粉体,平均粒径25nm;BaTiO3陶瓷的晶粒尺寸直接影响其电学性能,随晶粒尺寸的增大,剩余极化,压电常数,机电耦合系数,机械品质因数逐渐提高,居里温度向高温区偏移;当晶粒尺寸达到50μm时,陶瓷相对密度为95.6%,d33可达168pC.N-1,kp=24.8%,Qm=425,Tc=122℃。     

Si-B-O系BST玻璃陶瓷制备及介电弥散研究

采用硝酸钡、硝酸锶、钛酸丁酯、正硅酸乙脂和硼酸三正丁脂为原料的溶胶凝胶方法制备了Si-B-O系BaxSr1-xTiO3玻璃陶瓷。通过差热分析(DTA)、热失重(TG)、X射线衍射(XRD)分析Si-B-O系BST玻璃陶瓷超细粉体合成过程及其相结构变化。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)描述Si-B-O系BST玻璃陶瓷烧结体的相结构和显微组织结构变化。阻抗分析仪测量Si-B-O系BST玻璃陶瓷的-50～100℃介电温谱。实验结果表明：Si-B-O系BST玻璃陶瓷粉体的相结构为立方钙钛矿相结构,其合成温度为700℃．不存在第二相。Si-B-O系BST玻璃陶瓷的烧结温度低于传统工艺。Si-B-O系BST玻璃陶瓷的显微结构呈细晶结构。Si-B-O系BST玻璃陶瓷的介电常数ε随着烧结温度升高而增大．介电损耗tgδ随测试温度的增加而降低。随着晶粒平均尺寸的减小．Si-B-O系BST玻璃陶瓷样品的介电峰变低．平坦．宽化．存在介电峰弥散化的现象。     

柠檬酸自燃烧法制备BiFeO3工艺及性能研究

以柠檬酸做络合剂,硝酸盐做氧化剂,采用柠檬酸-硝酸盐自燃烧法一步合成了具有扭曲菱方钙钛矿结构的BiFeO3粉体.利用X射线衍射(XRD)、差热-热重(DTA -TG)等技术分析了所得BiFeO3粉体,并研究了粉体烧结后BiFeO3陶瓷的相结构和电性能.结果表明,柠檬酸盐溶胶-凝胶法制备的前驱体具有自燃烧特性,自燃烧后B...     

柠檬酸-凝胶燃烧法制备钇铝石榴石(Y3A15O12)纳米粉体的研究

透明YAG多晶陶瓷具有优良的光学、力学与化学性能,逐渐成为新一代固体激光基质材料.分散均匀、团聚轻的纳米粉体有利于制备出高度透明的激光陶瓷.以Y2O3、Al(NO3)3·9H2O和柠檬酸为原料,采用柠檬酸-凝胶燃烧法制备出黑色粉体,经1100℃烧结出尺寸小于50nm的YAG粉体.采用TG-DTA、XRD、FT-IR和TEM测试手段对YAG纳米粉体进行表征,采用谢莱公式计算出不同烧结温度下的晶粒尺寸.研究结果表明:YAG的析晶温度范围为850～900℃,烧结过程中出现赝YAG相物质,1050℃转变成纯YAG相,随着热处理温度的升高,晶粒呈线性增长,纳米粉体的TEM尺寸和采用谢莱公式计算的结果相一致.     

改进的sol-gel工艺制备细晶Ba0.6Sr0.4TiO3陶瓷及其介电性能的研究

用改进的sol-gel工艺制备了细晶钛酸锶钡(Ba0.6Sr0.4TiO3,BST)陶瓷块体,研究了BST陶瓷的结晶与介电性能.在这种改进sol-gel的工艺中,用传统的固相反应煅烧形成BST粉体,经高能球磨制备BST纳米陶瓷粉体,再将一定质量的纳米粉体加入到相同化学组成的BST的溶胶液中,经普球球磨12h后,制备成悬浮性好,分散均匀的浆料.浆料可用来制备BST陶瓷,并在1200℃保温2h烧结成瓷,结果显示,BST陶瓷块体结构致密,晶粒尺寸在0.15～2μm之间.分析了样品的介电性能和晶粒尺寸对材料介电性能的影响.介电温谱显示,在0℃,100kHz时,相对介电常数为2500,介电损耗为0.02;并且存在明显的弥散相变.     

溶胶-凝胶法引入ZnO-2B2O3-7SiO2玻璃对BaO-Sm2O3-4TiO2陶瓷性能的影响

采用固相反应法合成BaO-Sm2O3-4TiO2 (BST)陶瓷粉体.系统研究了溶胶-凝胶法引入ZnO-2B2O3-7SiO2 (ZBS)玻璃对BST陶瓷烧结特性、物相组成、微观形貌及介电性能的影响.结果表明,添加ZBS玻璃的陶瓷试样主晶相仍为类钙铁矿钨青铜结构的BaSm2Ti4O12,次晶相为Sm2Ti2O7.通过溶胶-凝胶法添加6％(质量分数)的ZBS玻璃,可使BST陶瓷的烧结温度从1350℃降低到1050℃,在1050℃烧结3h所得BST陶瓷介电性能优良:εr=60.17,tanδ=0.004,τf=-7.9×10 6/℃.     

BNT-BT和BNT-BKT基无铅压电陶瓷研究进展

综述了Bi0.5Na0.5TiO3-BaTiO3系和Bi0.5Na0.5TiO3-Bi0.5K0.5TiO3系无铅压电陶瓷的最新研究进展.总结了各种添加剂对这两种无铅压电陶瓷体系压电性能的影响机理和规律,介绍了当前以各种工艺对其微观结构和压电性能进行改进的研究成果,并展望了这两种无铅压电陶瓷体系的发展趋势.     

脉冲激光沉积Ba0.5Sr0.5TiO3、Pb0.5Ba0.5TiO3和Pb0.5Sr0.5TiO3薄膜及其介电性质

采用脉冲激光沉积法,在Pt／Ti／SiO2／Si基底上分剐制备厚度为350nm的Ba0.5Sr0.5TiO3(BST)、Pb0.5Ba0.5TiO3(PBT)和Pb0.5Sr0.5TiO3(PST)薄膜并研究了它们的介电性质。XRD显示,在相同的制备条件下三者具有不同的择优取向,PST具有(110)择优取向,PBT具有(111)择优取向,而BST则是混合取向。SEM显示三者样品表面均匀致密,颗粒尺寸大约在50nm至150nm之间。PST与BST、PBT相比有更高的介电常数,在频率为10kHz时,分别为874、334和355,而损耗都较低,分别为0．0378、0．0316和0．0423,同时PST漏电流也是最小的。测量薄膜的C-V特性扣铁电性能表明室温下BST呈现的是顺电相,PST和PBT则呈铁电相。本文也测量了薄膜在不同频率下的介电温度特性,BST、PBT和PST均表现出频率弥散现象,即随着频率的降低．居里温度降低而介电常数会升高。并测得BST和PST的居里温度分剐为-75和150℃。而PBT的居里温度在250℃以上。本文研究表明：与BST相比较,PBT的介电常数与之相近,漏电流较大;而PST具有高介电常数,较小的漏电流和较大的电容-电压调谐度,在相关半导体器件中的应用将有很大的潜力。     

Heat capacity, thermopower and magnetoresistance effects in multiferroic La0.5Bi0.5Mn0.5Fe0.5O3

We have carried out systematic investigations in perovskite multiferroic La_0.5Bi_0.5Mn_0.5Fe_0.5O₃ by means of X-ray diffraction, magnetisation, electrical resistivity, thermoelectric and heat capacity measurements. The magnetic behaviour of this composition is rather complex, though the magnetisation curve seems to be like a weak ferromagnetic material. However, there is no clear evidence of λ-anomaly in the heat capacity data down to 2 K, yet this behaviour corroborate the trends of semiconducting silicon below room temperature. The sensitivity of magnetic behaviour to the iron-manganese ratio is also demonstrated. In presence of an external field of 7 T, it exhibits a magnetoresistance of ?5 % at 130 K. The thermoelectric value increases linearly with decreasing temperature, and at room temperature the value is +85 μV/K, which is associated with the p-type polaronic conductivity.     

Na0.5 Bi0.5 TiO3-K0.5 Bi0.5 TiO3系铁电体的相变研究

研究了(Na1-xKx)0.5Bi0.5TiO3体系x分别为0、0.08、0.16和0.20时陶瓷不同频率下的介电温谱,发现材料为弛豫型铁电体,材料的介电谱在室温到500℃的温度范围内存在一个介电常数-温度"台阶",一个介电常数-温度峰和一个介电损耗-温度峰,通过分析陶瓷不同温度下的电滞回线验证陶瓷在升温过程中产生了铁电-反铁电-顺电相变,采用铁电体成分起伏理论和内电场理论解释了这类弛豫型铁电体相变的原因.     

Na0.5Bi0.5TiO3-K0.5Bi0.5TiO3无铅压电陶瓷的制备与性能

采用传统的干压成型法制备了Na0.5Bi0.5TiO3-K0.5Bi0.5TiO3无铅压电陶瓷,研究了不同K0.5Bi0.5TiO3含量对Na0.5Bi0.5TiO3-K0.5Bi0.5TiO3陶瓷的微观结构与电性能的影响规律.结果表明,Na0.5Bi0.5TiO3-K0.5Bi0.5TiO3无铅压电陶瓷随K0.5Bi0.5TiO3含量增加,晶格常数增大,密度减小,晶粒尺寸减小,压电常数先增大后减小,介电常数增大,介电损耗增加,机械品质因数下降,而居里温度不断升高,在200℃附近存在由铁电相向反铁电相转变的一个相变点,组分为0.84 Na0.5Bi0.5TiO3-0.16 K0.5Bi0.5TiO3的陶瓷位于准同型相界附近,具有最佳的压电性能.     

Structure and electrical properties of Bi0.5Na0.5TiO3-Y0.5Na0.5TiO3-BaTiO3 lead-free piezoelectric ceramics

New (1 – x ? y)Bi_0.5Na_0.5TiO₃-xY_0.5Na_0.5TiO₃-yBaTiO₃ lead-free ceramics have been prepared by a conventional ceramic fabrication technique, and their structure and electrical properties have been studied. A morphotropic phase boundary (MPB) of rhombohedral and tetragonal phases is formed at 0.04 < y < 0.10. As compared to pure Bi_0.5Na_0.5TiO₃ ceramic, the partial substitutions of Y³⁺ for Bi³⁺ and Ba²⁺ for (Bi_0.5Na_0.5)²⁺ in the A-sites of Bi_0.5Na_0.5TiO₃ lower effectively the coercive field E _c and increase the remanent polarization P _r of the ceramics. Because of low E _c, large P _r and the MPB, the ceramics with x = 0–0.02 and y = 0.06 exhibit the optimum piezoelectric properties: d ₃₃ = 155–159 pC/N and k _p = 28.8–36.7%. The temperature dependences of dielectric properties of the ceramics show relaxor-like behaviors. The ferroelectric properties at different temperature suggest that the ceramics may contain both the polar and non-polar regions near/above T _d.     

Positive delayed photoconductivity in double heterostructures Al0.5Ga0.5As/GaAs/Al0.5Ga0.5As of the p-type

Positive delayed photoconductivity was observed for the first time in double p-type heterostructures Al_0.5Ga_0.5As/GaAs/Al_0.5Ga_0.5 As upon exposure to the radiation of a red light-emitting diode. In this state, the concentration and mobility of two-dimensional holes are increased 1.5 and 1.7 times, respectively, as compared to the initial dark values. The delayed photoconductivity can be explained by the presence of deep electron traps located above the Fermi level at the inverted heterointerface.     

Ellipsometric characterisation of ordered Ga0.5 In0.5 P

Abstract

The characterisation of ordered GaInP by room temperature ellipsometry is reported. Anisotropy effects were observed around the energy range of the E₁ interband transition and their evolution with the degree of order in the alloy has been studied. The spectra were analysed using a two phase model and the results obtained with a simple approximate treatment are compared with those of an exact anisotropic treatment.