Er~(3+)-Tm~(3+)-Yb~(3+)掺杂Bi_4Ti_3O_(12)薄膜的上转换白色荧光和铁电性能

通过化学溶液沉积法制备了Er~(3+)-Tm~(3+)-Yb~(3+)共掺杂的Bi_4Ti_3O_(12)薄膜,并研究了薄膜的上转换荧光和铁电性能.在980 nm红外光的激发下,薄膜的室温发射光谱在可见光区域显示岀4个发射带,分别是峰值为478 nm的蓝光发射带,对应Tm~(3+)的~1G_4→~3H_6能级跃迁;峰值为527和548 nm的绿光发射带,对应Er~(3+)的~2H_(11/2)→~4I_(15/2)和~4S1/2→~4I_(15/2)能级跃迁;峰值为657 nm的红光发射带,由Er~(3+)的~4F_(9/2)→~4I_(15/2)和Tm~(3-)的~1G_4→~3F_4能级跃迁产生的发射带复合而成.荧光的颜色可以通过改变Er~(3-),Tm~(3+),Yb~(3+)离子的掺杂浓度加以调节.在固定Tm~(3+),Yb~(3-)浓度的Bi_(3.59-x)Er_xTm_(0.01)Yb_(0.4)Ti_3O_(12)(BEr,TYT)薄膜中,随着Er~(3+)浓度的增加,红、蓝光和绿、蓝光的强度比均增加,Er~(3+)离子的淬灭浓度为1.75‰(摩尔分数,下同);在固定Er~(3+),Yb~(3+)浓度的Bi_(3.593-y)Er_(0.007)Tm_yYb_(0.4)Ti_1O_(12)(BETm_yYT]薄膜中,随着Tm~(3+)浓度的增加,绿、蓝光和红、蓝光的强度比均降低,Tm~(3+)的淬灭浓度为2.5‰;在固定Er~(3-),Tm~(3+)浓度的Bi_(3.98-x)Er_(0.01)Tm_(0.01)Yb,Ti_3O_(12)(BETYb,T)薄膜中,随着Yb~(3+)浓度的增加,蓝、绿光和红、绿光的强度比均增加,Yb~(3-)对Er~(3-)发射的荧光淬灭浓度小于5%,而对Tm~(3-)发射的荧光淬灭浓度大于18%.Bi_(3.5#15)Er_(0.0045)Tm_(0.01)Yb_(0.4)Ti_3O_(12)薄膜上转换荧光值为(0.31,0.34),最接近标准白光的色度坐标(0.33,0.33).在不同功率的红外激光激发下,薄膜荧光的色度坐标变化幅度很小,说明薄膜具有较好的颜色稳定性.通过分析薄膜荧光的上转换机制,从Er~(3+)向Tm~(3-)有明显的能量传递发生,使光谱中红、绿、蓝光的相对强度和稀土离子的淬灭浓度发生明显变化.薄膜的铁电性能测试表有,当Er~(3+),Tm~(3+),Yb~(3+)掺杂的总浓度约为10%时(Bi_(3.5815)Er_(0.0085)Tm_(0.01)Yb_(0.4)Ti_3O_(12),薄膜的铁电剩余极化强度达到最大值,为27.8μC/cm~2.     

Gd~(3+)/Ga~(3+)共掺杂石榴石型Yb_3Al_5O_(12)材料的制备及热物理性能

采用柠檬酸溶胶-凝胶法制备了Gd~(3+)/Ga~(3+)双掺杂的石榴石型Yb_(3-x)Gd_xAl_(5-x)Ga_xO_(12)固溶体陶瓷材料(x=0,0.1,0.2,0.3,0.4,0.5;YGAGO)。结果表明:Gd~(3+)/Ga~(3+)共掺杂的YGAGO保持了石榴石相结构;随着Gd~(3+)/Ga~(3+)掺杂量的增加,固溶体样品的衍射峰位整体向低角度偏移;SEM形貌表明Yb_3Al_5O_(12)材料的微观形貌由纳米级晶粒和高密度晶界构成;大离子Gd~(3+)与Ga~(3+)分别对Yb_3Al_5O_(12)晶体结构中Yb~(3+)与Al~(3+)晶格位的取代,不仅因引入的点缺陷明显降低了材料的热导率,同时还造成石榴石型Yb_3Al_5O_(12)晶体结构的松弛,利于热膨胀系数的提高。随着Gd~(3+)/Ga~(3+)掺杂量的增加,晶体中点缺陷浓度不断升高,声子平均自由程不断减小,使得YGAGO的热导率在x=0.5时达到最低值(λ=1.67W/(m·K),T=1273 K),热膨胀系数达到最高值(α_1=11.71×10~(-6)K~(-1),T=1273 K)。     

Pb(Fe_(2/3)W_(1/3))O_3-BiFeO_3多铁性单相固溶体的制备与磁性能

采用溶胶-凝胶法制备具有复合钙钛矿结构的单相固溶体(1-x)Pb(Fe2/3W1/3)O3-xBiFeO3,利用X射线衍射技术对其晶体结构进行研究,结合扫描电镜观察分析其形貌尺寸,并对不同掺杂条件下固溶体的磁性能进行测试。结果表明:BiFeO3的加入能降低Pb(Fe2/3W1/3)O3的烧结温度,当掺杂系数x由0.1增加到0.6时,对应的单相烧结温度由700℃降低到550℃。当x≤0.6时,其晶体结构为钙钛矿型结构;而当x>0.6时,晶体结构不再为单一钙钛矿相。其中,当x=0.25时的单相钙钛矿结构固溶体0.75Pb(Fe2/3W1/3)O3-0.25BiFeO3的磁性能比较突出。     

紫外光辐照Bi_(4-x)Nd_xTi_3O_(12)薄膜制备工艺

以Pt(111)/Ti/SiO_2/Si为基片,采用溶胶凝胶法,通过紫外光辐照钕掺杂钛酸铋(Bi_(4-x)Nd_xTi_3O_(12), x=0.25, 0.75)胶体,分别采用电泳沉积和甩胶沉积制备薄膜,并对比了制备的薄膜质量.通过差热-热重分析(DSC-TG)、X射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)等技术手段对Sol-Gel法制备的BNT薄膜进行了表征.研究结果表明,经紫外光辐照和电泳沉积制备的Bi_(4-x)Nd_xTi_3O_(12) (x=0.25, 0.75) 薄膜于300 ℃煅烧有机物,500 ℃随炉热处理,可得到均匀致密且(117)择优取向的钙钛矿相BNT薄膜.     

V掺杂对Bi_(3.25)La_(0.75)Ti_3O_(12)层状结构铁电陶瓷电性能的影响

用高温固相烧结法制备了V~(5+)掺杂的Bi_3.25La_0.75Ti_3O_(12)(BLT)层状结构铁电陶瓷.利用XRD对Bi_3.25La_0.75Ti_(3-x)VxO_(12+x/2)(BLTV-x)材料结构进行了晶相分析,结果表明所制备的陶瓷均具有单一的正交相结构.样品的介电常数温度谱显示:V~(5+)掺杂提高了材料的介电常数,x=0.03时介电常数最大,但样品的居里温度并没有发生大的变化.样品的介电损耗谱表明:由于V~(5+)掺入,由氧空位引起的样品介电损耗被极大的压制,在x=0.06时损耗最小.通过对材料的直流电导与温度关系的Arrhenius拟合,分析了样品的导电机理,结果显示V~(5+)的掺杂大大降低了材料中氧空位的浓度,使得陶瓷样品的电性能得到了很好的改善.     

SmCo1-xFexAsO的多重磁性转变

采用固相反应法,制备出一系列SmCo1-xFexAsO(x=0,0.05,0.1,0.2)多晶样品。XRD测试结果表明所有样品均为单相,且具有ZrCuSiAs型四方结构,随着掺杂量的增加,晶格参数a逐渐减小,c逐渐增加。磁性测量结果表明,低掺杂量样品在5~300 K之间先后经历了反铁磁-铁磁-顺磁的磁性转变,低场下的M-T曲线表现出明显的不可逆性,且随着掺杂量的增加,反铁磁转变温度降低,铁磁转变温度向高温方向移动,表明样品的反铁磁性逐渐被抑制,而铁磁性逐渐增强。M-H曲线表明,在反铁磁转变温度以下,掺杂量x<0.2的样品,随着磁场的增加发生了由反铁磁到铁磁性的变磁性转变,且随着掺杂量的增加,在同一温度下的转变磁场变小。在掺杂量x=0.2时,当温度降低到5 K时仍没有观察到变磁性转变,在掺杂量x=0.2附近可能存在变磁性临界终点。     

磁控溅射制备BiFeO_3/Sr_(1-x)La_xFe_(12-x)Co_xO_(19)复合薄膜及其磁性能研究

室温下采用射频磁控溅射法,在P型100Si基衬底上分别制备了BiFeO_3(BFO)和Sr_(1-x)La_xFe_(12-x)Co_xO_(19)(x=0~0.3)的单层及2-2型BiFeO_3/Sr_(1-x)La_xFe_(12-x)Co_xO_(19)叠层式复合结构薄膜。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和材料综合物性测试系统(PPMS)对薄膜样品的微观结构、表面形貌以及磁学性能进行了测试分析。结果表明,随着x的增加,Sr_(1-x)La_xFe_(12-x)Co_xO_(19)单层膜的矫顽力先少量减小后增加,剩磁比起初不变然后递增,而剩余磁化强度一直减小。当x=0.3时,其矫顽力和剩磁比均达到最大值,分别为491 kA/m和0.69,而剩余磁化强度达到最小值为50(A·m~2)/kg;复合薄膜的矫顽力及剩磁比先增加后减小,剩余磁化强度一直减小,在x=0.2矫顽力和剩磁比均达到最大值,分别为425 kA/m和0.73,当x=0.3时矫顽力和剩磁比明显减弱,分别为171 kA/m和0.4,此时剩余磁化强度为最小值19(A·m~2)/kg。     

不同Ce掺杂比的La_(1-x)Ce_xMnO_3薄膜输运性质及机理研究（英文）

研究了电子型掺杂钙钛矿薄膜La_(1-x)Ce_xMnO_3的输运性质和外场作用下的输运机理。研究表明,La_(1-x)Ce_xMnO_3薄膜呈现出典型的金属-绝缘体转变,且与Ce的掺杂浓度相关。电阻-温度曲线表明,在低温时,电子-电子散射和磁畴对电子的散射是电阻形成的主要原因,而在高温下,小极化子的跳跃机制起主要作用。通过激光照射样品表面,发现光场诱导金属-绝缘体转变温度向着低温区偏移,该现象产生的原因在于La_(1-x)Ce_xMnO_3薄膜内部铁磁相与顺磁相的共存,此外,高能量的激光对样品的电阻变化影响更明显。进一步研究表明,Ce的掺杂浓度将会通过金属-绝缘相变对La_(1-x)Ce_xMnO_3薄膜的磁电阻效应产生显著的调制作用。     

Mg掺杂Pb0.3Sr0.7(Ti1-xMgxO)3-x陶瓷薄膜的制备及介电性能研究

利用固相烧结法制备的Mg掺杂Pb0.3Sr0.7(Ti1-xMgx)O3-x(PST)陶瓷为靶材,采用射频磁控溅射法在ITO玻璃基板上成功制备了Mg掺杂PST薄膜.用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和阻抗分析仪分别测定PST薄膜的物相结构、表面形貌及介电性能.结果显示,薄膜具有良好的钙钛矿结构,无明显的择优取向生成,薄膜表面均匀致密.Mg的掺杂改善了PST薄膜电容值的频率特性,使其更加稳定.薄膜电容值随着掺杂含量的增加而降低,在Mg掺杂量x=0.05左右时达到相对最低值,随后略有升高,介电损耗也有类似现象.薄膜可调性受Mg掺杂量的增加而不断下降,总体下降约3倍,但介电损耗总体下降约达5倍.材料的优值在Mg掺杂量x=0.05时反而有所升高.     

尖晶石型Zn_(1-x)Co_xFe_2O_4纳米颗粒的制备与性能

以CTAB为表面活性剂,采用水热法成功制备不同掺杂比例的尖晶石型Zn_(1-x)Co_xFe_2O_4(x=0,0.2,0.4,0.6)纳米颗粒,并利用X射线衍射(XRD)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、X射线能量色散分析(EDS)、选区电子衍射(SAED)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和振动样品磁强计(VSM)等测试手段对样品的化学成分、形貌、晶体结构、粒度、光学性能和磁学性能进行表征。结果表明:不同掺杂比例的Zn_(1-x)Co_xFe_2O_4纳米颗粒均为结晶良好的立方尖晶石型结构,Co~(2+)以替代Zn~(2+)的形式掺杂进入到ZnFe_2O_4晶格中;随着Co掺杂量的增加,晶粒尺寸呈增大趋势,晶格常数发生膨胀。样品形貌为不规则的椭球形颗粒状,粒度比较均匀。纯ZnFe_2O_4纳米晶在室温下呈现超顺磁性,掺杂样品在室温下都具有明显的铁磁性。     

高分子辅助溶胶-凝胶法制备BiFe1-xCoxO3薄膜及其性能

采用高分子辅助溶胶-凝胶法在ITO/玻璃衬底上制备纯的及10%B位Co替代的BiFeO3（BFO）薄膜。XRD研究表明,两薄膜均为纯相的菱方六面体状扭曲的钙钛矿结构。SEM测观表明,Co替代有利于改善BFO薄膜的致密性和平整度。铁电测试结果表明,Co取代薄膜的铁电性有明显增强,同时饱和极化电场强度增加,漏电流减小。磁性测试表明,BFCO薄膜磁性明显增强。     

Mn掺杂对0.7BiFeO3-0.3PbTiO3薄膜铁电性能的影响

利用溶胶-凝胶法在La Ni O3/Si O2/Si衬底上制备了掺Mn量为0%、1%、5%、10%(质量分数)的0.7Bi Fe O3-0.3Pb Ti O3(BFMPT7030/x,x=0,0.01,0.05,0.1)薄膜。XRD测试表明,薄膜均完全结晶,呈现高度(100)择优取向。通过对薄膜晶体结构分析,发现BFMPT7030/0.05薄膜具有最小的晶粒尺寸(258 nm)及最小的晶胞体积(61.25×10-3 nm3)。SEM测试结果显示样品晶粒生长充分,晶粒尺寸在150~300 nm之间。铁电性能测试结果表明,当Mn含量为5%时,铁电性能较好,电滞回线形状最好,最为饱和。漏电流测试结果表明随着掺Mn量增加,BFMPT7030薄膜的漏电流随电场增大而增加的趋势减弱。     

Pd/γ-Al2O3催化剂上甲烷-氘化氢之间的氢氘交换性能研究

通过M-T、M-H曲线的测量,研究Dy掺入对La0.7Sr0.3CoO3体系磁性的影响.结果表明,随着Dy含量的增加,样品Tc降低、M值减弱、矫顽力增强,并出现低温下M随着T的降低继续增大的反常现象.研究表明,体系磁性的变化来源于Dy掺入引起晶格参数的改变和磁环境的改变,以及Dy离子诱导的Co离子自旋态的转变.     

Influence of La^3＋ and Dy^3＋ on the properties of the long afterglow phosphor CaAl2O4： Eu^2＋, Nd^3＋

The long afterglow phosphor CaAl2O4:Eu2+,Nd3+ was prepared by the high temperature solid-state reaction method,and the influence of La3+ and Dy3+ on the properties of the long afterglow phosphor was studied by X-ray diffraction (XRD),photoluminescence (PL),and thermoluminescence (TL),The XRD pattern shows the host phase of CaAl2O4 is produced and no impurity phase appears.The peak wavelength of the phosphor does not vary with La3+ and Dy3+ doping.It implies that the crystal field,which affects the 5d electron states of Eu2+ is not changed dramatically after doping of La3+ and Dy3+.The TL spectra indicate that the phosphor doped with La3+ or Dy3+ produces different depths of trap energy level.In the mechanism of long afterglow luminescence,it is considered that La3+ or Dy3+ works as trap energy level.The decay time lies on the number of electrons in the trap energy level and the rate of the electrons returning to the excitation level.     

(La0.57Dy0.1)Sr0.33MnO3多晶纳米颗粒的磁热性能

采用非晶态前驱体的方法在800 ℃的低温下制备出(La0.57Dy0.1)Sr0.33MnO3纳米颗粒,用XRD、HRTEM和MPMS等手段对纳米颗粒的微观结构和磁性能进行研究.XRD和ED分析表明,所有的样品都具有单相钙钛矿结构;通过对样品不同温度下等温磁场的测量和计算,发现在居里温度点(358 K) (La0.57Dy0.1)Sr0.33MnO3纳米颗粒的最大磁熵变随着磁场的增加而增加,即使在5 T磁场下也没有达到饱和;居里温度附近纳米颗粒具有较大的磁热效应和较宽的峰值温度范围,这些良好性能可能和纳米颗粒具有大的表面和界面有关.     

Microstructure and microwave electromagnetic properties of Dy~（3＋）-doped W-type hexaferrites

Ba 1 x Dy x Co 2 Fe 16 O 27 (x = 0.00, 0.05, 0.10, 0.15, and 0.20) was prepared by the solid-state method. The phase structure was studied using powder X-ray diffraction (XRD), the electromagnetic properties were measured, and the reflection loss of Dy 3+ -doped ferrite material was calculated using electromagnetic parameters by the transmission line theory. All XRD patterns showed the single phase of the magnetoplumbite barium ferrite without other intermediate phase when x ≤ 0.15. The values of ε′ and ε″ increased slightly with Dy 3+ ions doping. The values of μ″ and μ′ were improved with Dy 3+ doping, exhibiting excellent microwave magnetic performance. The reasons have also been discussed using the electromagnetic theory. Dy substitution could increase microwave-absorbing performance and broaden frequency band (reflection loss (RL) < -10 dB), and the absorbing peak shifted to high-frequency position. When x = 0.2, ferrite layer exhibited the most excellent microwave-absorbing performance at a thin matching thickness of 1.5 mm. The peak value of RL was around -15 dB, and the frequency band (RL < -10 dB) was about 7 GHz (from 8 to 15 GHz).     

溶胶凝胶法合成Dy~(3+)离子掺杂的二氧化锆及其发光特性(英文)

采用溶胶凝胶法合成 Dy3+离子掺杂的单斜与正交的二氧化锆晶体,研究了结晶温度、时间、Dy3+离子浓度对氧化锆结构的影响。比较研究了 Dy3+离子在不同结构二氧化锆中的光谱特性,从结果看出,Dy3+离子可作为荧光探针反映二氧化锆的晶体结构。     

BiFeO3-BaTiO3-LaFeO3三元多铁性陶瓷材料的制备及性能

采用固相法制备了1-x(0.71BiFeO3-0.29B aTiO3)-xLaFeO3 (x=0.0,0.1,0 2,0 3,0 4,0.5)三元多铁性陶瓷材料,并研究了LaFeO3含量对陶瓷物相结构、微观组织、电学性能和磁电耦合性能的影响。结果显示,所有陶瓷均为单一钙钛矿结构,但随LaFeO3含量的增加,伴随着结构相变。所得陶瓷晶粒尺寸均匀,表现出良好的微观形貌,陶瓷晶粒随LaFeO3含量的增加而明显变小。虽然LaFeO3的加入在一定程度上降低了陶瓷的介电常数,但分析发现,x=0.1时能降低陶瓷的漏导,其漏电流达到了最小值,在10-7~10-8 A/cm2数量级,并且该陶瓷的剩余极化强度Pr和磁电耦合系数αME均达到最大值,分别为0.45μC/cm2和132.21 mV/cm·Oe (120 kHz)。因此,与0.71BiFeO3-0.29BaTiO3陶瓷相比,添加少量LaFeO3可以在一定程度上增加陶瓷的铁电性和磁电耦合性能。     

Mn 掺杂 SiC 基稀磁半导体薄膜的结构和磁性研究

目的从原子水平探究Mn掺杂SiC薄膜的磁性起源。方法采用射频磁控溅射技术制备不同掺杂浓度的Mn掺杂SiC薄膜,并采用X射线衍射技术、X光电子能谱、同步辐射X射线近边吸收精细结构技术、物理性质测试系统对薄膜的结构、组分和磁性能进行研究。结果晶体结构和成分分析表明,1200℃退火后的薄膜形成了3C-SiC晶体结构,且随着Mn掺杂浓度的增加,3C-SiC晶体的特征峰向低角度移动。在Mn掺杂浓度(以原子数分数计)为3%,5%,7%的薄膜中,掺杂的Mn原子以Mn2+的形式存在;而在9%Mn掺杂的SiC薄膜中,则有第二相化合物Mn4Si7形成。局域结构分析表明,薄膜中均不存在Mn金属团簇和氧化物,在3%,5%和7%Mn掺杂的薄膜中,掺杂的Mn原子主要以代替C位的形式进入3C-SiC晶格中,而在9%Mn掺杂的薄膜中,掺杂的Mn原子以C替位形式和Mn4Si7共存。磁性测试表明,制备的Mn掺杂SiC薄膜具有室温铁磁性,且饱和磁化强度随着Mn掺杂浓度的提高而增加。结论薄膜的室温铁磁性是本征的,磁性来源与掺杂的Mn原子以Mn2+取代SiC晶格中C位后导致的缺陷有关,符合缺陷导致的束缚磁极子机制。     

Effect of Dy doping on magnetism of La<Subscript>0.7</Subscript>Sr<Subscript>0.3</Subscript>CoO<Subscript>3</Subscript> system

The effect of Dy doping on magnetism of La0. 7Sr0. 3CoO3 system was studied through the measurements of M-T curves and M-H curves. The results show that with Dy content increasing, Tc decreases, M weakens, the coercive force strengthens, and the samples exhibit the abnormal phenomenon that M increases continuously with T decreasing in low temperature range. Research indicates that the variation of magnetism in the system comes from the changes of lattice parameters and magnetic environment caused by Dy doping and from the spin-state transition of Co ions induced by Dy ions.