取向对PLD法制备BiFeO3薄膜性能的影响

以快速等离子烧结法(SPS)制备的BiFeO3块体为靶材,用激光脉冲沉积(PLD)法在不同衬底上制备了BiFeO3(100)/LaNiO3(100)/Si(100)、BiFeO3(111)/LaNiO3(111)/SrTiO3(111)、BiFeO3(110)/Pt/TiO2/SiO2/Si、BiFeO3(110)LaNiO3(110)/Pt/TiO2/SiO2/Si不同择优取向的薄膜,并对薄膜进行了XRD和SEM分析。X射线衍射结果表明,BiFeO3薄膜外延沉积在导电层衬底上,并且它们具有相同的高度取向。SEM分析表明,薄膜上的晶粒是柱状形态,表面光滑致密且颗粒分布非常均匀,晶粒的边界和尺寸也能被清晰地观察到。通过铁电铁磁性能研究,BiFeO3(111)择优取向性能最佳。SrTiO3衬底上(111)取向的BiFeO3薄膜铁电剩余极化值达到了30.3μC/cm2,漏电流为1.0×10-3 A/cm2,饱和磁化强度为20.0kA/m。     

不同衬底上LaNiO3导电氧化物薄膜的制备和研究

通过MOD法和快速热处理过程,在Si(100)和Pt(111)/Ti/SiO2/Si衬底上制备了LaNiO3(LNO)导电氧化物薄膜.经XRD结构分析表明,所制备的LNO薄膜具有纯的钙钛矿结构,并且以(100)方向择优取向.经SEM和AFM分析表明,LNO薄膜具有表面均匀、无裂纹.经标准四探针法测试表明,LNO薄膜具有好的金属特性,其室温电阻率为7.6×10-4Ω·cm.铁电性能测试表明,LNO薄膜可以提高PZT铁电薄膜的剩余极化强度.     

高度取向的(Pb_(0.5)Sr_(0.5))TiO_3/LaNiO_3异质结构铁电薄膜性能

用sol-gel方法在Pt(111)/Ti/SiO2/Si(100)衬底上制备了具有LaN iO3(LNO)缓冲层的(Pb0.5Sr0.5)TiO3(PSrT50)/LNO/Pt异质结构铁电薄膜。X射线分析发现PSrT50薄膜在(100)方向高度取向,同时扫描电镜图像显示薄膜结构致密、表面平整。通过和直接在Pt上制备的、相同厚度的PSrT50薄膜比较,PSrT50/LNO/Pt结构薄膜在室温下具有更大的剩余极化(Pr=4.5μC/cm2)和更高的介电常数(rε=850)。同时,漏电流机理分析表明,PSrT50/LNO/Pt结构薄膜在低电场作用下呈现Pool-Frenkel发射效应,在高电场作用下则表现为空间电荷限制电流。     

二氧化钛过渡层对脉冲激光沉积钛酸锶钡薄膜微结构和介电性质的影响

选取极薄Ti02作为过渡层,采用脉冲激光沉积法分别在Si(100)和Pt(111)/Ti/SiO2/Si(100)基底上制备了Bao.6Sro.4TiO3(BST)薄膜,研究过渡层对BST薄膜微结构及电学性质的影响.发现厚度20纳米以内的锐钛矿相结晶TiO2过渡层可使BST薄膜由无规则取向转变为(111)择优取向,而非晶和较厚TiO2过渡层对BST薄膜的取向无影响.结晶的TiO2过渡层也使薄膜的表面颗粒变细.还研究了不同厚度TiO2对BST薄膜电学性质的影响,结果表明BST薄膜在Pt(111)底电极上加入极薄的结晶TiO2过渡层后电学性质有明显改善,薄膜的介电常数和可调谐度提高,而介电损耗降低.加入膜厚约5nm的TiO2过渡层后,测试频率为10 kHz时薄膜相应介电常数、介电损耗及可调谐度分别为513、0.053和36.7%.     

电极对PZT铁电薄膜的微观结构和电性能的影响

采用溶胶—凝胶(sol—gel)工艺分别在Pt／Ti／SiO2／Si和LNO／Si电极上制备Pb(Zr0．53，Ti0．47)O3(PZT)铁电薄膜。研究了不同电极材料对PZT铁电薄膜的微结构及电性能的影响。(100)择优取向的PZT／LNO薄膜的介电性能和铁电性能较(111)／(100)取向的PZT／Pt薄膜略有下降，但在抗疲劳特性和漏电流特性方面都有了很大提高。PZT／LNO薄膜10m次极化反转后剩余极化几乎保持未变，直至10^12次反转后，剩余极化仅下降了17％。     

LaNiO3缓冲层对Pb(Zr,Ti)O3铁电薄膜的影响

采用化学溶液法在Pt／Ti／SiO2／Si衬底上制备了PbZr0．4Ti0.6O3／LaNiO3(PZT／LNO)多层薄膜。X射线衍射测量表明LNO缓冲层的引入使PZT薄膜(111)择优取向度减小,(100)取向增加。原子力显微镜测量表明引入LNO缓冲层使得PZT薄膜表面更加平整、致密。在LNO缓冲层上制备的PZT薄膜具有优良的铁电特性和介电特性：LNO缓冲层厚度为40nm时,500kV／cm的外加电．场下。剩余极化(Pr)为37．6μC／cm^2,矫顽电场(Ec)为65kV／cm;100kHz时,介电常数达到822,并且发现LNO缓冲层的厚度为40nm,PZT的铁电、介电特性改进最为显著。     

CaRuO3电极对(Ba,Sr)TiO3薄膜的介电特性的影响

在Pt(111)/Ti/SiO2/Si(100)衬底上,用脉冲激光沉积工艺分别制备出了(110)外延取向生长的(Ba0.65Sr0.35)TiO3/CaRuO3(BST/CRO)异质结构薄膜;BST/CRO异质结构薄膜由纳米晶团簇组成,最大的团簇晶粒达500 nm,平均晶粒尺寸在60～80 nm,薄膜厚度为650 nm.BST/CRO异质结薄膜均为表面平滑和致密结构.BST/CRO异质结薄膜的介电常数和介电调谐率分别高达851和78.1%.与纯BST薄膜比较,用CRO作电极,增益介电常数与介电调谐率.     

Pb1-xLaxTiO3薄膜的制备及介电特性研究

用溶胶-凝胶法在Pt/Ti/SiO2/Si(100)基底上制备Pb1-xLaxTiO3(PLT,x＜0.2)薄膜,研究薄膜的结构及其介电、铁电性能.在600℃下退火1小时的PLT薄膜表现出单一的钙钛矿结构,(100)择优取向明显.在室温下PLT薄膜有典型的电滞回线.在x＜0.2(摩尔比)的范围内,PLT薄膜相对介电常数则随着La的增加而增加.     

不同基底对掺镧钛酸铅铁电薄膜结晶性能的影响

采用射频磁控溅射技术,使用相同的工艺条件在Si(100)基底和Pt/Ti/SiO2/Si(100)基底上生长了掺镧钛酸铅[(Pb0.9,La0.1)TiO3,PLT10]铁电薄膜。采用常规热处理工艺对两种基底上生长的PLT铁电薄膜在相同条件下进行了退火。用原子力显微镜(AFM)观察PLT薄膜的表面形貌。用X射线衍射技术(XRD)研究PLT薄膜结晶性能。XRD图谱表明硅基底上的PLT在晶化后,各主要晶面的衍射峰均出现,取向呈现多样化;而在铂上的PLT在晶化后,只出现了(111)晶面衍射峰和(222)晶面衍射峰,取向是单一的〈111〉方向。通过对XRD的数据计算可知,在相同条件下退火的PLT薄膜,在铂上的PLT的晶粒尺寸大于在硅基底上的PLT的晶粒尺寸。晶粒尺寸的差异反应出了由于基底的影响而造成薄膜晶化过程中成核方式的差异。     

湿化学工艺SrNbxTi1-xO3导电薄膜的制备及性能

采用湿化学工艺在硅衬底上成功地制备了结构致密、均匀且无龟裂的SrNbxTi1-xO3薄膜.金属盐的冰醋酸溶液经回流再加入乙酸酐除去无机阴离子和结晶水,形成的金属醋酸盐与适当的络合剂形成的多配体络合物经部分水解生成的羟基化合物M(OH)n-x(L)x(L=C4H6O6或AcAc,M=Sr或Ti或Nb)经羟基聚合形成SrNbxTi1-xO3簇状溶胶.丙三醇抑制了羟基金属过度聚合,甲基纤维素(MCL)使SrNbxTi1-xO溶胶具有网状结构.SrNb0.1Ti0.9O3(SNTO)凝胶薄膜经过650～750℃/30min退火形成假立方钙钛矿结构.应用XRD、SEM和TEM对薄膜结构和形貌进行表征.室温下SNTO薄膜的电阻率为54μΩ·cm,而在160K到室温之间薄膜电阻率随温度的变化遵从p=p0 AT2.分析结果表明:Nb5 离子的施主掺杂改变了禁带宽度,实现了SrTiO3的n-型半导体化.SNTO(100)/Pt/Ti/SiO2/Si衬底上的Pb(Zr0.52Ti0.48)O3(PZT)薄膜的择优取向明显,较之于Pt/Ti/SiO2/Si衬底上的PZT薄膜有良好的铁电性,其剩余极化强度也比PZT/Pt(111)/Ti/SiO2/Si的大.     

Photostriction of CH3NH3PbBr3 Perovskite Crystals

Organic–inorganic hybrid perovskite materials exhibit a variety of physical properties. Pronounced coupling between phonon, organic cations, and the inorganic framework suggest that these materials exhibit strong light–matter interactions. The photoinduced strain of CH₃NH₃PbBr₃ is investigated using high‐resolution and contactless in situ Raman spectroscopy. Under illumination, the material exhibits large blue shifts in its Raman spectra that indicate significant structural deformations (i.e., photostriction). From these shifts, the photostrictive coefficient of CH₃NH₃PbBr₃ is calculated as 2.08 × 10^?8 m² W^?1 at room temperature under visible light illumination. The significant photostriction of CH₃NH₃PbBr₃ is attributed to a combination of the photovoltaic effect and translational symmetry loss of the molecular configuration via strong translation–rotation coupling. Unlike CH₃NH₃PbI₃, it is noted that the photostriction of CH₃NH₃PbBr₃ is extremely stable, demonstrating no signs of optical decay for at least 30 d. These results suggest the potential of CH₃NH₃PbBr₃ for applications in next‐generation optical micro‐electromechanical devices.     

3 Cr3 Mo3 VNb 在热冲孔中的应用研究

高合金钢热冲孔冲头寿命关系到模具与产品成本、生产效率、自动化设备的使用,因此,应注重冲头的选材、材料制备与冲头制造工艺。 用 3 Cr3Mo3 VNb 作为高合金钢热冲孔冲头,为提高模具寿命,在材料制备上,优化了成分,采用电渣重熔冶炼,减少杂质,毛坯锻造两次,用大锻造比锻造,冲头热处理用真空炉,三次回火,热处理硬度取 HRC42 ~ 46 ,冲头表面处理采用镀铬工艺,开展了热冲孔工艺试验。 结果表明,用3 Cr3Mo3 VNb 可使冲孔冲头寿命平均达到 800 件以上。     

LaAlO3/BaTiO3超晶格薄膜界面结构分析

通过研究发现,利用激光分子束外延技术生长的LaAlO3/BaTiO3超晶格薄膜具有良好的电学性能,其剩余极化可达到25μc/cm2.性能决定于结构,因此本文分析研究了LaAlO3/BaTiO3超晶格薄膜的界面结构.首先通过高能电子衍射技术在薄膜生长过程中对各层的生长及界面状况进行观测,再通过小角X射线衍射曲线及其计算机拟合曲线进一步确定超晶格薄膜的界面及结构参数,如界面的粗糙度、单层厚度等.通过研究发现,由于晶格之间的差异,LaAlO3/BaTiO3超晶格薄膜中LaAlO3和BaTiO3层的生长过程及微结构存在着一定的差异.     

Dy3+激活的LiCaBO3材料发光特性研究

采用固相法制备了LiCaBO₃∶Dy³⁺发光材料. 材料的发射光谱为一多峰宽谱, 主峰分别为484、577和668nm; 监测577nm发射峰, 对应的激发光谱为一主峰位于331、368、397、433、462和478nm的宽谱. 研究了Dy³⁺浓度对材料发射光谱及发光强度的影响, 结果随Dy³⁺浓度的增大, 材料的黄、蓝发射峰强度比(Y/B)逐渐增大; 同时, 发光强度呈现先增大后减小的趋势, 最大值对应的Dy³⁺浓度为3.00mol%, 其浓度猝灭机理为电偶极电偶极相互作用. 引入Li⁺、Na⁺或K⁺可增强材料的发射强度. InGaN管芯激发下的LiCaBO₃∶Dy³⁺材料呈现很好的白光发射, 色坐标为x=0.3001, y=0.3152.     

溶液法CH3NH3PbCl3单晶的生长与性能研究

分别采用蒸发结晶法和逆温结晶法生长尺寸约为4 mm×3 mm×3 mm的CH₃NH₃PbCl₃单晶。对两种方法生长的单晶粉体的XRD分析结果显示, 单晶具有立方晶系结构, 其晶格常数分别为0.56833、0.56891 nm。实验测量了CH₃NH₃PbCl₃单晶的红外光谱(FT-IR)和拉曼光谱, 并对谱峰进行了指认; 使用UV-VIS-NIR分光光度计、荧光光度计对CH₃NH₃PbCl₃单晶的光学性能进行了测试。结果表明: CH₃NH₃PbCl₃晶体的吸收边约为423 nm, 光致发光峰为433 nm, 带隙值为2.97 eV, 与CH₃NH₃PbCl₃薄膜的光学特性相比, CH₃NH₃PbCl₃单晶更具潜在的应用前景。最后, 结合第一性原理研究了CH₃NH₃PbCl₃晶体的能带结构, 计算得出带隙值2.428 eV, 与实验值吻合较好。     

La2O3掺杂对BaSnO3-BaBiO3系NTC材料结构和电性能的影响

研究了La2O3掺杂的BaSnO3-BaBiO3系NTC材料的组成、相结构和断面形貌以及La2O3含量对电性能的影响.结果表明,样品在较宽温度范围内显示了良好的NTC效应;X射线衍射分析表明烧结体由钙钛矿结构的BaSnO3和单斜结构的BaBiO3组成;随着La2O3含量的增加,样品BaSnO3-BaBiO3的室温电阻率呈现先减小后增大的趋势.     

高质量钙钛矿单晶CH3NH3PbI3研究进展

有机-无机钙钛矿材料因为具有光谱吸收范围宽、缺陷密度低、载流子复合率低等非常优良的光电性能吸引了广泛关注, 掀起了钙钛矿材料研究热潮。近年来杂化钙钛矿型太阳能电池发展迅速, 光电转化效率目前已达到22.1%, 展现出极大的应用潜力。与多晶薄膜相比, 单晶具有极低的缺陷密度和极少的界面缺陷。多个课题组成功培养出大尺寸钙钛矿单晶, 发现钙钛矿单晶材料具有比其他薄膜多晶材料更好的光响应特性, 是设计制备光伏器件的理想材料。在各类钙钛矿材料中, CH₃NH₃PbI₃是研究和应用最广泛的一类钙钛矿材料。本文主要针对近年来CH₃NH₃PbI₃单晶材料的研究制备进行综述, 介绍了CH₃NH₃PbI₃单晶材料的结构及性能, 重点总结了CH₃NH₃PbI₃单晶材料生长制备方法和应用, 并对其发展趋势进行了展望。     

CNT-WO3元件的氨敏性能研究

以碳纳米管（CNT）为掺杂剂制成CNT—WO3旁热式气敏元件．采用混酸氧化法对碳纳米管进行纯化，化学沉淀法制备了纳米WO3微粉，并用TEM、FT—IR、TG—DSC、XRD等方法进行了表征．测试了元件在室温条件下对NH3的气敏性能．结果表明，碳纳米管掺杂元件在室温下对NH3的灵敏度远远高于纯WO3元件，其中0．8wt％的掺杂元件对NH3具有最高的灵敏度．另外，掺杂元件还具有检测浓度低、检测范围宽、选择性好等优点，是一种较为理想的氨敏元件．     

花球状YBO3:Eu3+的水热合成与表征

采用水热法制备了均匀分散、具有花球形貌的YBO3:Eu3+. 利用X射线衍射仪、X射线能量仪、高分辨透射电镜、扫描电镜等手段对其结构、形貌进行了研究,发现其为六方球霰石晶相,仅含有Y、O、B、Eu元素,微球直径约1～2μm,组装成花球的薄片厚度约100nm. 提出了其形成机理:在水热过程中生成的YBO3晶核在六亚甲基四胺(HMT)的调节下各向异性生长为二维薄片,并最终组装成为花球状结构. 研究发现得到的YBO3:Eu3+在612nm表现出显著的红光发射,并且由于Eu3+附近晶体场对称性降低,样品表现出较高的红光/橙光(R/O)比率.     

Pb（Ni_（1／3）Nb_（2／3））O_3－PbZrO_3－PbTiO_3三

对Ｐｂ（Ｎｉ１／３Ｎｂ２／３Ｏ３－ＰｂＺｒＯ３－ＰｂＴｉＯ３，即ｘＰｂ（Ｎｉ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３－（１－ｘ）Ｐｂ（ＺｒδＴｉ１－δ）Ｏ３（０．２≤ｘ≤０．６，０．２≤δ≤０．５）三元系固溶体的压电性能进行了研究，结果表明材料压电活性较高的配方位于准同型相界（ＭＰＢ）附近，压电常数ｄ３１值可达２６０×１０－１２Ｃ／Ｎ．讨论了结构相变对压电性能的影响．