Bi4-xNdxTi3O12的紫外光輻照化學(xué)合成工藝研究.pdf

1、本文采用溶膠-凝膠法(Sol-gel)通過(guò)紫外光輻照合成了釹摻雜鈦酸鉍BNT（Bi4-xNdxTi3O12,x=0,0.25,0.5,0.75）粉體和薄膜。通過(guò)熱重-差熱分析(TG-DTA)、X射線衍射(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)、原子力顯微鏡(AFM)等技術(shù)手段對(duì)Sol-gel法制備的BNT粉體和薄膜進(jìn)行了表征。
　　BNT溶膠膠體制備工藝優(yōu)化過(guò)程表明，采用醋酸鉍和硝酸釹及鈦酸四丁酯為原始組分，乙酸和乙二醇分別為催化劑和

2、溶劑，可獲得BNT透明溶膠。在凝膠過(guò)程中，經(jīng)紫外光輻照下制備的BNT（x=0.25）干凝膠粉體，在350-400℃煅燒時(shí)主物相是Bi2O3和Bi2O3CO2，而在450℃煅燒處理可獲得單一鈣鈦礦相BNT。紫外光輻照顯著地的降低了BNT的晶化溫度。研究表明，紫外光輻照促進(jìn)了凝膠在晶化過(guò)程中的化學(xué)反應(yīng)：
　　2Bi2O3+3TiO2Bi4Ti3O12；3Bi2Ti2O7+Bi2O32Bi4Ti3O12
　　通過(guò)溶膠-凝膠法在Pt

3、(111)/Ti/SiO2/Si結(jié)構(gòu)的基片上旋涂沉積BNT薄膜，經(jīng)紫外光輻照的薄膜于300℃除去有機(jī)物，后經(jīng)500℃隨爐熱處理可得到均勻致密的鈣鈦礦相BNT薄膜。薄膜平整致密，厚度約為400nm。薄膜擇優(yōu)取向隨著Nd摻雜含量的增加趨向于c軸，其中以x=0.5，c軸擇優(yōu)取向最為明顯。所得薄膜具有較小的粗糙度，均在2-4nm范圍內(nèi)。鐵電性能測(cè)試結(jié)果表明，剩余極化強(qiáng)度(Pr)和矯頑場(chǎng)(Ec)都隨著Nd摻雜比例的增大而減小。
　　Bi4-