质子导体SrCe0.95Yb0.05O3-α溶胶凝胶燃烧合成的研究

综合利用溶胶凝胶及燃烧合成的优点制备了质子导体SrCe0.95Yb0.05O3-α粉体,发现柠檬酸的添加量是金属离子的2倍的情况下所制干凝胶燃烧时温度最高,合成产物最好;在燃烧合成中,柠檬酸作还原剂,而硝酸根离子作氧化剂;氧气不是燃烧反应的必要条件,但氧气可以加剧反应进行.XRD结果表明,1000℃即形成斜方钙钛矿结构,较高温固相反应合成温度降低了约400℃.     

纳米γ-Fe2O3粒子的制备及其性能研究

以乙二醇作为前驱体,采用溶胶——凝胶法制备出了纳米γ-Fe2O3粒子,讨论了灼烧温度等对粒子大小、形貌、磁性等的影响,并采用红外光谱、X射线衍射光谱、透射电子显微镜、比表面分析仪及振动样品磁强计等对粒子的性能进行表征.结果表明:当烧结温度为450℃时,实验所得到的粒子的粒径最小,为5nm左右,磁性最强,比饱和磁化强度为65 emu.g-1,且分散较均匀.     

BiFe0.95Mn0.05O3薄膜阻变效应的空间电荷限制电流机理分析

研究了BiFe0.95Mn0.05O3薄膜器件的双极性阻变效应。通过对薄膜器件的电流电压曲线进行电导机制的拟合分析,发现在低阻态时其电流电压关系遵循欧姆定律,而在高阻态时则满足指数分布陷阱控制的空间电荷限制电流规律。同时,还研究了限制电流对双极性阻变效应的影响,结果表明通过调节限制电流值,可以改变薄膜内形成的导电丝粗细,从而得到不同的低阻态,实现薄膜器件的多态存储功能。在导电丝理论的基础上,利用指数分布陷阱控制的空间电荷限制电流机理对这一现象进行了详尽的阐述。     

Bi2O3纳米晶玻璃三阶非线性光吸收性质的研究

利用溶胶凝胶法结合气氛控制方式合成了含Bi2O3纳米晶钠硼硅玻璃.利用X射线粉末衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、透射电子显微镜(TEM)、X射线能量色散谱(EDX)、扫描模式透射电子显微镜(STEM)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)以及选区电子衍射(SAED)对掺杂在钠硼硅玻璃中Bi2O3纳米晶的形貌和微结构进行了表征,同时,利用飞秒开孔Z-scan技术详细地研究了Bi2O3纳米晶玻璃在800 nm处不同激发光强度下的三阶非线性光吸收性质.结果表明,在钠硼硅玻璃中形成了尺寸小于10 nm的Bi2O3单斜晶系纳米晶.随着激发光强度的增强,该玻璃的三阶非线性光吸收性质产生由饱和吸收向反饱和吸收的转变.进一步,计算得到的该玻璃三阶非线性极化率χ(3)的数量级范围在10-19~10-18m2/V2之间.这一结果说明该玻璃具有良好的非线性光学性能,并且在光限幅器等非线性光学领域具有潜在的应用价值.     

酒石酸络合溶胶-凝胶法制备Ca3Co4O9粉体的研究

以金属硝酸盐和酒石酸为原料,用酒石酸络合溶胶-凝胶法制备了Ca3Co4O9粉体.分别用TG-DTA、XRD、FT-IR和SEM等手段对干凝胶的热分解过程和Ca3Co4O9的形成过程进行了研究.结果表明硝酸根离子可以加速凝胶的热分解,在750℃煅烧2h即可得到平均粒径0.6μm的片状Ca3Co4O9粉体.     

溶胶-凝胶法制备Bi0.975La0.025Fe0.975Ni0.025O3铁电薄膜的结构及物理性能

采用溶胶-凝胶法在Pt/Ti/SiO_2/Si(111)衬底上制备了Bi_(0.975)La_(0.025)Fe_(0.975)Ni_(0.025)O_3(BLFNO)铁电薄膜。利用X射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)及其压电模式(PFM)对薄膜的晶体结构、表面形貌以及铁电畴结构进行了研究。研究发现,BLFNO为结晶良好的钙钛矿结构多晶薄膜,且薄膜表面颗粒生长均匀。PFM测试图显示铁电薄膜在自发极化下的铁电畴结构清晰,铁电电容器具有良好的铁电性能。应用铁电测试仪对Pt/BLFNO/Pt电容器进行测量,得到了饱和性良好的电滞回线。在828kV/cm的外加电场下,Pt/BLFNO/Pt电容器的剩余极化强度为74.3μC/cm~2,表明La、Ni的共掺杂没有明显抑制铁电电容器的剩余极化强度,铁电电容器具有良好的铁电性能。漏电流研究结果表明,La、Ni元素的共掺杂有效降低了薄膜的漏电流密度,在277.8kV/cm外加电场下漏电流密度在10-4 A/cm2量级,明显小于纯BFO薄膜的漏电流密度。正半支漏电流曲线满足SCLC导电机制,对于负半支曲线,当电场强度大于22.2kV/cm时,同样遵循SCLC导电机制;但是,当电场强度小于22.2kV/cm时,曲线斜率约为4.8,表明参与导电贡献的电子数较多,归因于极浅陷阱俘获的电子在外加电场作用下参与了导电行为。室温下磁滞回线测试结果表明BLFNO薄膜具有反铁磁性质。     

Fe3O4纳米颗粒-SU8胶材料的电磁特性研究

近年来铁磁性Fe3O4纳米颗粒以其良好的导磁特性、超顺磁效应、磁光效应和磁热效应等越来越受到重视。以Fe3O4纳米颗粒和聚合物SU8胶为原料,制备了一种可用于磁场检测的颗粒薄膜材料,并对其磁场响应作了测试。该颗粒膜介电特性随着磁场强度的增加而减小,利用其电容特性来检测磁场的变化,可以作为一种新型的磁传感器材料,应用广泛。     

超顺磁性Fe3O4纳米颗粒的合成及应用

总结了超顺磁性Fe3O4纳米颗粒的常用制备方法:沉淀法、水热法、微乳液法、模板合成法及生物矿化合成法,并综述了其研究现状,同时比较了它们各自的优缺点及所面临的问题.此外,还概述了超顺磁性Fe3O4纳米颗粒在靶向药物、癌症治疗、磁共振成像(MR I)及生物活性物质的检测和分离等生物医学方面的应用,并对前景进行了展望.     

Ag/Bi3.25La0.75Ti3O12/Bi4Ti3O12/Si结构铁电薄膜制备及其铁电性能的研究

利用溶胶-凝胶(sol-gel)方法,在硅基底上制备了Bi3.25La0.75Ti3O12/Bi4Ti3O12/Si铁电薄膜,其中Bi4Ti3O12作为缓冲层.用XRD方法分析了该结构铁电薄膜的物相结构;用扫描电镜对薄膜样品进行表面形貌观察;并且对该结构的铁电性能进行了研究.     

纳米La2O3:Eu的结构及其光致发光性质研究

采用共沉淀法制备出纳米级La2O3Eu.并采用相关光谱、X-射线衍射(XRD)、荧光光谱(PL)对所制备的纳米发光粉体进行表征.结果表明制备的纳米发光粉体的粒径均匀,集中在20nm左右;XRD结果证明制备的La2O3Eu粉体属于六方相,PL的结果说明La2O3Eu具有良好的发光性质.     

Synthesis of Bi2Fe4O9 via PVA sol-gel route

Bi₂Fe₄O₉ powders were synthesized by a sol-gel process using polyvinyl alcohol (PVA) as a complexing agent. Differential scanning calorimetry (DSC), thermogravimetric (TG), Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR), X-ray diffraction (XRD) and Field emission scanning electron microscope (FSEM) techniques were used to characterize precursor and derived oxide powders. The effect of the ratios of positively charged valences to hydroxyl groups of PVA (Mⁿ⁺/-OH) on the formation of Bi₂Fe₄O₉ was investigated. XRD analysis showed that single-phase Bi₂Fe₄O₉ was obtained from the Mⁿ⁺/-OH = 2:1 and Mⁿ⁺/-OH = 1:1 precursors at the temperature of 700 °C. For the precursor with Mⁿ⁺/-OH = 4:1, pure Bi₂Fe₄O₉ formed at the temperature of 800 °C. Bi₂Fe₄O₉ powders clacined at 700 °C from Mⁿ⁺/-OH = 2:1 precursor shows weak ferromagnetism.     

Bi2O3助熔剂对CaO-B2O3-SiO2/Al2O3玻璃陶瓷复合材料性能的影响

以CaO-B₂O₃-SiO₂(CBS)玻璃粉体和Al₂O₃陶瓷粉体为原料,通过在CBS与Al₂O₃的质量比固定为50:50的玻璃-陶瓷复合材料中添加适量的Bi₂O₃作为烧结助熔剂,探讨了Bi₂O₃助熔剂对CBS/Al₂O₃复合材料的烧结性能、介电性能、抗弯强度和热膨胀系数的影响规律.研究表明:Bi₂O₃助熔剂能通过降低CBS玻璃的转变温度和黏度促进CBS/Al₂O₃复合材料的致密化进程,于880 ℃下烧结即能获得结构较致密、气孔较少的CBS/Al₂O₃复合材料.然而,过量添加Bi₂O₃将使玻璃的黏度过低,从而恶化CBS/Al₂O₃复合材料的烧结性能、介电性能及抗弯强度.当Bi₂O₃的添加量为CBS/Al₂O₃复合材料的1.5wt%时,于880 ℃下烧结即能获得最为致密的CBS/Al₂O₃复合材料,密度为2.82 g·cm^-3,这一材料具有良好的介电性能(介电常数为7.21,介电损耗为1.06×10^-3),抗弯强度为190.34 MPa,0~300 ℃的热膨胀系数为3.52×10^-6 K^-1.     

Influence of rare-earth oxides on structure and crystallization properties of Bi2O3–B2O3 glass

Bi₂O₃·B₂O₃ glasses doped with rare-earth oxides (RE₂O₃) (RE³⁺ = La³⁺, Pr³⁺, Sm³⁺, Gd³⁺, Er³⁺ and Yb³⁺) were prepared by the melting–quenching method. The relationships between composition and properties were demonstrated by IR, DSC, XRD and SEM analysis. The results show that the network structure resembles that of undoped Bi₂O₃·B₂O₃ glass, composing of [BO₃], [BO₄] and [BiO₆] units. RE₂O₃ stabilizes the glass structure as a modifier. Transition temperature (T_g) increases linearly with cationic field strength (CFS) of RE³⁺. La₂O₃, Pr₂O₃, Sm₂O₃ and Gd₂O₃ are benefit to promote the formation of BiBO₃ crystal. When Er₂O₃ and Yb₂O₃ are introduced, respectively, the main crystal phase changes to Bi₆B₁₀O₂₄. Transparent surface crystallized samples are obtained by reheating at 460–540 °C for 5 h. In this case, needle like BiBO₃ crystal or rare-earth-doped BiBO₃ crystal (Pr_xBi_1−xBO₃ and Gd_xBi_1−xBO₃) are observed, which is promising for non-linear optical application.     

Optical nonlinearities of Fe2O3 nanoparticles investigated by Z-scan technique

The single beam Z-scan technique has been used to measure the third-order nonlinear refractive index, γ, the two-photon absorption coefficient, ß, and the variation of refractive index per unit photoexcited carrier density σ_r, and the free carrier absorption cross section σ_ab for quantum-confined Fe₂O₃ nanoparticles coated by a layer of organic molecular in toluene and bare particles in hydrosol. For coated Fe₂O₃ nanoparticles, the ratio γ/ß is enhanced by a factor of five compared to the bare sample. Their figures of merit related to linear and two-photon absorption for ultrafast all-optical devices application were determined.     

锂离子电池正极材料LiNi0.8Co0.15Al0.05O2的制备与性能

采用共沉淀法制备粒径10 μm左右的前驱体Ni_0.8Co_0.15Al_0.05（CO₃）_x（OH）_y,然后采用该前驱体和LiOH·H₂O成功制备了锂离子电池正极材料LiNi_0.8Co_0.15Al_0.05O₂（LiNCA）,并详细研究了煅烧氛围、煅烧温度和煅烧方式等条件对LiNCA电化学性能的影响。研究表明,在O₂中煅烧获得的LiNCA放电容量达到170 mAh·g^-1,50次循环后容量保持率达到95%,性能明显优于空气氛围中煅烧得到的LiNCA。在O₂氛围下,700~750℃温度范围煅烧得到的LiNCA性能最好,煅烧温度过高或过低,LiNCA性能均明显下降。将前驱体在O₂氛围中450℃条件预煅烧,然后与LiOH·H₂O在700~750℃混合煅烧的煅烧方式,得到的LiNCA放电容量明显提高,可达190 mAh·g^-1。     

Zn-Al共掺对0.95MgTiO3-0.05CaTiO3介电性能的影响

采用固相反应法制备了 (Mg_0.93Ca_0.05Zn_0.02)(Ti_1-xAl_x)O₃介质陶瓷.研究了Zn-Al共掺杂对0.95MgTiO₃-0.05CaTiO₃(95MCT)陶瓷介电性能的影响.结果表明：Zn-Al共掺杂的95MCT陶瓷的主晶相为MgTiO₃和CaTiO₃两相结构,Zn-Al共掺杂可以抑制中间相MgTi₂O₅的产生,同时,有第二相CaAl₂O₄出现;Zn-Al共掺杂能有效地降低95MCT陶瓷的烧结温度至1300℃,改善介电性能,并对介电常数温度系数具有调节作用.当 Zn²⁺掺杂量为0.02mol、Al³⁺掺杂量为0.02mol时, 在1300℃烧结2.5h获得最佳性能：ε_r =20.35, tgδ=2.0×106, α_c=1.78×106.     

热处理温度对Bi2O3/ATO复合功能填料红外-可见光兼容隐身性能的影响

采用固相法制备了Bi2O3/ATO复合功能填料,借助于XRD、SEM、分光光度计和辐射率仪研究了热处理温度分别对复合功能填料的物相组成、微观形貌、可见光及红外隐身性能的影响。结果表明,随着热处理温度的升高,复合功能填料的红外辐射率先下降后升高,当热处理温度为800℃时,复合功能填料的红外辐射率最低,达到了0.67。填料的最高反射峰出现在黄橙光范围内,但是,样品在可见光区的反射峰面积和平均反射率均随着热处理温度的升高逐渐增大。因此,复合功能填料的颜色亮度可以根据煅烧温度进行调节,适于制备多色红外迷彩涂料。     

Bi2O3薄膜的制备及其电阻开关特性的研究

电阻式存储器由于具有众多的优点有望成为最有前景的下一代高速非挥发性存储器的选择之一.实验利用射频磁控溅射法在重掺硅上沉积了Bi2O3薄膜,并对该薄膜的结晶状态和Au/Bi2O3/n+Si/Al结构的电阻开关特性进行了研究.XRD分析结果表明,射频磁控溅射法沉积所得的Bi2O3薄膜结晶性能好,(201)取向明显.I-V曲线测试结果表明,Au/Bi2O3/n+Si/Al结构具有单极性电阻开关特性.通过对不同厚度Bi2O3薄膜的Au/Bi2O3/n+Si/Al结构I-V特性比较发现,随着薄膜厚度的增加,电阻开关的Forming、Set和Reset阈值电压均随之增加.对于Bi2O3薄膜厚度为31.2 nm的Au/Bi2O3/n+Si/Al结构,其Forming、Set和Reset阈值电压均低于4 V,符合存储器低电压工作的要求.     

溶剂热法合成Fe3O4纳米微粒及其调控机制

为探究磁性四氧化三铁(Fe₃O₄)纳米微粒的合成过程,采用溶剂热法制备Fe₃O₄纳米微粒并对其反应条件进行调控,通过扫描电子显微镜、红外光谱仪和X射线衍射仪分别对其表面形态、成分结构和晶体结构进行表征,利用振动样品磁强计测试其磁性能;研究反应时间、反应温度和聚乙二醇(PEG)用量的调控机制。结果表明,反应时间12 h、反应温度200℃、PEG含量1 mmol为最优合成条件;在该条件下制得的产物尺寸均一、形态稳定且具有良好的分散性,主体粒径在400 nm左右,且具有良好的磁性能。