不同溶剂对溶胶-凝胶法制备La2CuO4晶体的影响

以硝酸镧和硝酸铜为起始原料,柠檬酸为络合剂,分别以蒸馏水、乙醇、乙二醇和乙二醇甲醚为溶剂,采用溶胶-凝胶法制备了La2CuO4纳米晶。通过X射线衍射(XRD)、红外光谱(IR)、扫描电子显微镜(SEM)和紫外-可见-近红外光谱(UV-Vis-NIR)等方法对La2CuO4粉体进行了测试和表征;研究了不同溶剂对La2CuO4相组成、官能团、显微结构以及光学性能的影响。结果表明,以蒸馏水、乙醇和乙二醇为溶剂,600℃煅烧保温2h,均能获得单一La2CuO4物相,而以乙二醇甲醚为溶剂时,产物含有杂质相,所得粉体的形貌依次为网片状、蜂窝状、网状和块状。根据UV-Vis-NIR分析,所得La2CuO4的光学带隙分别为1.37、1.30、1.33和1.32eV。     

表面活性剂PVP、CTAB协同效应对制备Cu2ZnSnS4微粒的影响

采用溶剂热法,以CuCl2·2H2O、Zn(Ac)2·2H2O、SnCl4·5H2O作金属源,硫脲作硫源,乙二醇作溶剂,在体系中加入不同表面活性剂PVP和CTAB,研究PVP、CTAB协同效应对制备CZTS颗粒的影响。通过XRD、SEM、UV-Vis方法检测分析CZTS颗粒的物相、结构、形貌以及光学性能。结果表明:所得CZTS颗粒均具有锌黄锡矿结构;当在体系中同时加入PVP、CTAB时,两者的协同效应使得颗粒形貌发生明显变化,光学带隙也发生相应变化;当体系中加入的表面活性剂PVP∶CTAB=3∶1时,合成的颗粒结晶性较好、颗粒形貌为单分散似花状微粒、光学带隙为1.48 eV,与太阳能电池所需的最佳带隙接近。最后,提出了相应的机理。     

Zn掺杂Sn2S3薄膜的特性

高纯Sn和S粉按1∶0.41%(质量分数)配比,均匀掺入9%(质量分数)的高纯Zn粉,单源共蒸发沉积薄膜后再进行热处理,得到Sn2S3∶Zn薄膜。XRD分析显示,380℃,55min热处理得到简单正交晶系的纯Sn2S3薄膜。掺Zn 9%(质量分数)的薄膜经370℃热处理15min得到的薄膜仍属简单正交晶系。掺Zn后Sn2S3薄膜的表面均匀和致密性变好,平均晶粒尺寸从未掺Zn时的35.69nm增加到58.80nm。Sn2S3薄膜的导电类型均为N型,掺Zn后薄膜的电阻率为60.5(Ω·cm),比未掺杂时降低1个数量级。Sn2S3薄膜的直接光学带隙为1.85eV,本征吸收边为551nm;Sn2S3∶Zn 9%(质量分数)薄膜的光学带隙1.41eV,本征吸收边873nm发生红移,Sn2S3薄膜的光吸收系数均达到105cm-1。     

Nb2O5纳米纤维的物相对光催化性能的影响

采用静电纺丝技术在不同退火条件下制备不同物相的Nb2O5纳米纤维,研究了产物的物相对光催化染料降解性能的影响。光吸收结果表明,伪六方相Nb2O5纳米纤维的光学带隙为2.77eV,单斜相为主的混合相Nb2O5纳米纤维带隙为2.51eV。在混合相材料中,光学带隙随着单斜相成分的增加而改变。光催化结果表明,伪六方相Nb2O5纳米纤维具有最高的光催化活性,其效率k值可达-0.025min-1。混合相纳米纤维中,单斜相的增加会引起催化活性的变化,其变化趋势与带隙相符。物相对Nb2O5纳米纤维光催化活性的影响可归结于带隙变化引起的入射光吸收效率和电子空穴对氧化能力的变化。     

溶胶-凝胶法制备Gd4Ga2O9: Dy3+白光发射荧光粉及其性能

通过溶胶-凝胶法制备了具有白光发射的Gd₄Ga₂O₉:x%Dy³⁺荧光粉,利用X射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)和荧光光谱等对产物的物相结构、形貌、组分和光学性能进行研究,并分析了Dy³⁺掺杂量对样品的影响。XRD结果表明,所制备的样品为Dy³⁺掺杂的Gd₄Ga₂O₉单斜晶体和少量Ga₂O₃杂质相的混合物。紫外-可见漫反射光谱结果表明制备的Dy³⁺掺杂Gd₄Ga₂O₉晶体是一种光学带隙为5.29 eV的直接带隙半导体。荧光检测结果表明Dy³⁺掺杂Gd₄Ga₂O₉荧光粉可被属于Gd³⁺     

Cu2ZnSnS4薄膜光电性能及其太阳电池的制备和研究

采用硫化Zn/Sn/Cu金属多层膜的方法制备了太阳电池吸收层用的Cu2ZnSnS4(CZTS)薄膜。用X射线衍射仪、拉曼光谱仪、紫外-可见近红外分光光度计、扫描电镜、能谱仪及数字源表等对薄膜进行了一系列的表征。结果表明制备的CZTS薄膜没有杂相存在并具有标准拉曼峰。薄膜在可见光范围内的吸收系数>104cm-1,同时其光学带隙接近1.5eV。CZTS薄膜具有均匀致密的表面形貌,薄膜元素比例非常接近标准化学计量比。此外,CZTS薄膜呈现显著的光电流响应性能,其光电流的激发和衰减时间分别为0.0736和0.2646s。     

Na2S2O3浓度对共电沉积制备Cu2ZnSnS4薄膜性能的影响

采用电化学沉积的方法在SnO2透明导电玻璃基底上沉积Cu2ZnSnS4(CZTS)薄膜,在氮气保护下对其进行进一步硫化,研究了溶液中不同Na2S2O3浓度对沉积薄膜性质的影响。运用X射线衍射、扫描电镜、紫外-可见光分光光度计和拉曼光谱等手段分别对薄膜进行表征。实验结果表明:随着浓度的增加,薄膜的结构和光学特性逐渐变好。当Na2S2O3的浓度为0.11 mol/L时,制得理想的具有类黝锡矿结构的CZTS薄膜,光学带隙1.51 eV。     

Inluence of Target Power on Structure and Optical Properties of CIGS Films

采用单靶磁控溅射方法分别在玻璃和镀有Mo背电极的Soda-lime玻璃衬底上沉积Cu( In0.7Ga0.3)Se2 (CIGS)薄膜.研究了靶功率变化对CIGS薄膜的晶体结构、表面形貌和光学性能的影响.采用XRD表征薄膜的组织结构,SEM和EDS观察和分析薄膜的表面形貌和成分,紫外-可见光分光光度计测试薄膜的透过率光谱.结果表明,在不同功率下制备的CIGS薄膜均具有(112)面择优取向.当溅射功率为300W时,CIGS薄膜的表面形貌最平整,结晶最均匀,n(Cu)∶n(In)∶n(Ga)∶n(Se)=30.00∶15.01∶3.97∶51.03组分符合高效吸收层的要求.溅射沉积的CIGS薄膜对可见光的平均透过率低于2％,光学带隙约为1.4eV.     

掺Zn改善SnS2光电薄膜的性能

热蒸发制备Zn掺杂SnS2薄膜,研究不同Zn含量及热处理条件对薄膜的物相结构、表面形貌和光电性能的影响。实验给出用Sn∶S=1∶1.08(wt)混合粉末沉积的薄膜,经380℃、15min热处理后得到简单正交晶系的SnS2薄膜;9(wt%)掺Zn后的薄膜热处理条件为370℃、20min。Sn、S和Zn分别以正4价、负2价和正2价存在于薄膜中。SnS2薄膜的直接光学带隙为2.12eV,掺Zn后为2.07eV;薄膜的电阻率从未掺Zn时的4.97×102Ω.cm降低到2.0Ω.cm,下降了两个数量级,所有SnS2薄膜导电类型均为N型。     

第一性原理铽掺杂钙钛矿型钆铝酸盐的电子结构计算

基于局域密度近似(LSDA,Local spin-density approximation)和有效库仑相关能(U approach),采用第一性原理计算软件VASP,计算了钙钛矿型钆铝酸盐(GdAlO3,GAP)电子结构,并研究了铽离子(Tb3+)掺杂后(GdAlO3∶Tb,GAP∶Tb)对能带带隙(Eg,Energy of gap)的影响。计算结果表明:GAP为直接带隙半导体,带隙宽度主要由价带(VB,Valence band)顶部的O-2p和导带(CB,conduction band)底部Al-3(s+p)、Gd-(s+d)(p)决定,Eg值为4.8eV;随着Tb3+的掺入,当掺入量为1/4原子比时(GAP∶Tb0.25)出现杂质能级,为3eV、2.3eV,分别对应Tb3+的5 D3-7FJ(J=3,4,5,6)电子跃迁和5 D4-7FJ(J=3,4,5,6)电子跃迁。当掺入量为1/16时(GAP∶Tb0.0625),仅杂质能级2.3eV较为明显,这一计算结果与GAP∶Tb0.7荧光粉在紫外激发下绿色荧光发射明显这一实验现象相符合(荧光发射主峰对应5 D4→7F5(544nm))。     

Phonon dispersion relations and densities of states in La2CuO4 and La2NiO4

Rigid-ion model calculations of phonon dispersion relations, densities of states and partial densities of states of the highT _c superconductor La₂CuO₄ and its isostructural compound La₂NiO₄ have been carried out both in the tetragonal and orthorhombic phases of La₂CuO₄ and the tetragonal phase of La₂NiO₄. The calculations are in fair agreement with reported experiments. The computed phonon dispersion in the tetragonal phase of La₂CuO₄ reproduces the soft mode behaviour for the lowest Σ₄ TO branch which is found to harden in the orthorhombic phase, consistent with experimental data.     

镧热还原氧化钐过程镧在镧渣表面的富集研究

采用热重法和化学分析法对镧热还原氧化钐的反应产物镧渣进行分析和反推导计算,得到了实际反应物料的Sm2O3:La的比值,并与理论反应物料的Sm2O3:La的比值比较.结果表明,镧热还原氧化钐过程中,还原剂金属镧发生了扩散迁移,在反应产物镧渣内部产生了亏空,在表而产生富集,且金属镧的富集程度受还原温度的影响.     

溶胶-凝胶燃烧法制备La_2O_3和La(OH)_3纳米晶的研究

采用燃烧法合成纳米La(OH)3材料,分别以硝酸镧和柠檬酸为镧源和络合剂,以氨水调节pH值为2～4、柠檬酸与硝酸镧的物质的量比为1～1.2∶1之间,加热凝胶至自蔓延燃烧后并在700～750℃煅烧1～2 h,得到膨松粉末状产物,即La2O3纳米晶。利用X射线衍射和透射电镜等测试方法对凝胶热分解过程及最终形成的La2O3纳米晶颗粒进行分析和表征。结果表明:用该方法得到的纳米La2O3产物的平均粒径在30～100 nm之间可控;纳米La2O3在空气中是不稳定的,在自然吸潮情况下和空气中的H2O发生反应生成La(OH)3,控制湿度即可得到纯La(OH)3纳米晶。     

Magnetic properties of La and (La, Zr) doped BiFeO3 ceramics

Bi_0.9La_0.1FeO₃ (BLF) and Bi_0.9La_0.1Fe_0.98Zr_0.02O₃ (BLFZ) ceramics were synthesized by conventional solid state reaction method. X-ray diffraction studies and Rietveld refinements indicated that both of the samples possessed rhombohedrally distorted perovskite structure. The average grain size of BLFZ (~700 nm) was greatly reduced in comparison with BLF (~6 μm). The remanent magnetization of BLFZ was greatly enhanced compared with BLF. The enhancement of remanent magnetization was attributed to the collapse of the spiral spin structure. Both samples showed exchange bias. The possible reason for the appearance of exchange bias was attributed to the inhomogeneity in doping. The measurements of magnetization as a function of temperature indicated that BLF and BLFZ had almost the same magnetic transition temperature (~355 °C).     

Emulsion processing of SOFC materials Ca0.3La0.7CrO3, Sr0.16La0.84CrO3, and Sr0.2La0.8MnO3

A novel preparation route to the perovskite materials Ca_0.3La_0.7CrO₃, Sr_0.16La_0.84CrO₃, and Sr_0.2La_0.8MnO₃ is described. The method produces the phase pure perovskite phases after calcination at 700°C for 2 hours. The powders produced are unagglomerated, and consist of hollow spherical particles 0.15 m in diameter. EDX has shown that the careful control of reaction conditions is vital to control the phase composition, and that small changes in stoichiometry result in the production of unsinterable powder.     

Chemical diffusion of (La,Sr)CoO3 and (La,Sr)FeO3

The present work reports equilibration kinetics for (La_0.8,Sr_0.2)CoO₃(LSC) and (La_0.72,Sr_0.18)FeO₃(LSF) in the temperature range 876–1114 K using a gravimetric method. Chemical diffusion determined in this way that depends on oxygen partial pressure, can be expressed by the following temperature dependence at low and high O₂), respectively, for LSC: