La2Mo3O12薄膜的制備和光學(xué)性能的研究.pdf

1、稀土鉬酸鑭有多種結(jié)構(gòu),但研究比較多的為L(zhǎng)a2Mo2O9、La2Mo8O33、La2Mo3O12三種相。La2Mo2O9在580℃附近從低溫α相向高溫β相轉(zhuǎn)變,轉(zhuǎn)變后氧離子的傳導(dǎo)性可提高兩個(gè)數(shù)量級(jí)。La2Mo8O33是一種非同尋常的、缺陷有序排列的白鎢礦結(jié)構(gòu),其陽(yáng)離子缺乏及額外氧原子同時(shí)存在,與白鎢礦結(jié)構(gòu)PbWO4發(fā)冷光的特點(diǎn)類似,是探測(cè)器閃爍晶體的潛在材料。白鎢礦結(jié)構(gòu)超細(xì)La2Mo3O12微粒,可提高常用烴類發(fā)生選擇氧化反應(yīng)時(shí)作為催化劑

2、的催化性能；摻雜后其吸收峰變寬,閾值低,增益大,效率高,是很好的激光晶體材料。
　　 不僅如此,La2Mo3O12是稀土鉬酸鹽中完全不吸水,且呈現(xiàn)正膨脹特性的物質(zhì),與Y2Mo3O12的膨脹系數(shù)和晶格常數(shù)相匹配,二者合成后可制成零膨脹材料,用于高能激光器,航空航天飛行器中。
　　 文獻(xiàn)表明,La2Mo3O12高溫下是四面體結(jié)構(gòu),且結(jié)構(gòu)中存在大量的氧空位,其三價(jià)陽(yáng)離子有非同尋常的傳導(dǎo)性,可應(yīng)用于多種領(lǐng)域,但La2Mo3O12

3、在室溫下的結(jié)構(gòu)和薄膜制備及光學(xué)性能研究未見(jiàn)報(bào)道。
　　 研究La2Mo3O12薄膜及光學(xué)性能,對(duì)于拓展其在探測(cè)器、光致發(fā)光等方面的應(yīng)用具有實(shí)際價(jià)值。本文采用固相反應(yīng)法自制靶材、磁控濺射法制La2Mo3O12薄膜,使用SEM、XRD、UV-vis分光光度計(jì)、橢圓偏振儀等對(duì)制備的樣品進(jìn)行了表征,研究了制備工藝、退火溫度對(duì)其結(jié)構(gòu)和微觀形貌的影響,研究了薄膜的光吸收性能和光學(xué)常數(shù)。主要結(jié)論如下:
　　 1.采用改進(jìn)的固相反應(yīng)法自

4、制靶材。其最佳工藝參數(shù)為800℃、2h燒結(jié)成粉體,18MPa下冷等靜壓成原始胚體,空氣氛圍下950℃、4h二次燒結(jié)成靶材。顏色是淺黃色,表面平整、致密,收縮率為9％。
　　 2.采用射頻磁控濺射法,用自制靶材,制備出符合化學(xué)計(jì)量比的La2Mo3O12薄膜。本實(shí)驗(yàn)最佳工藝參數(shù)為:濺射功率180W,濺射電壓800V,濺射電流200mA,背景真空1.3Pa,襯底溫度180℃-240℃,工件轉(zhuǎn)速是60rpm。
　　 3.適當(dāng)?shù)耐?/p>

5、火溫度能改善La2Mo3O12薄膜的表面形貌、晶體結(jié)構(gòu)和晶粒分布。
　　 (1)未退火的La2Mo3O12薄膜,晶粒大小不一,呈細(xì)條形,表面凸凹不平,退火后薄膜表面變得比較平整,致密,樣品結(jié)晶成樹(shù)葉形狀,晶粒大小變得比較均勻,為細(xì)小的枝晶結(jié)構(gòu),出現(xiàn)比較明顯的晶界。
　　 (2)未退火的La2Mo3O12薄膜呈現(xiàn)典型的非晶狀態(tài),退火后結(jié)晶明顯,實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),薄膜易結(jié)晶成四面體結(jié)構(gòu),700℃-750℃是比較理想的退火溫度。