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Bi_(3.15)Nd_(0.85)Ti_3O_(12)铁电纳米管的制备与表征

王芳

   为了满足器件小型化和集成化的要求,近年来低维铁电纳米材料受到了人们越来越多的关注。本论文主要采用溶胶-凝胶模板法制备Bi3.15Nd0.85Ti3O12 (BNT)纳米管,对纳米管的制备工艺、微观结构和宏观物理性能进行了系统研究;另外,还初步探索了通过水热法将阳极氧化法制备的TiO2纳米管转化为BNT纳米管的工艺。具体的工作和结果概括如下: 1.溶胶-凝胶模板法制备BNT纳米管及性能研究 首先配制不同浓度的BNT溶胶,然后通过控制AAO模板在BNT溶胶中的浸泡时间,来控制BNT纳米管的管壁厚度。采用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)、红外光谱仪(FTIR)分析BNT纳米管的结构与形貌。结果表明所制备的BNT纳米管为多晶铋层状钙钛矿结构,晶粒较小,约为30 nm左右。带有AAO模板的BNT纳米管的电学性能由铁电分析仪表征获得,分析结果表明BNT纳米管具有室温铁电性,纳米管的剩余极化(Pr)、矫顽场(Ec)均较小。光学性能由紫外-可见光谱仪(UV-VIS)和分子荧光光谱仪(FS)表征,结果表明BNT纳米管在200 nm-350 nm之间具有强烈的本征吸收,并且在蓝紫光波段具有较好的发光性能。 2.水热法制备BNT纳米管及性能研究 首先在含水的有机体系中采用阳极氧化法制备了规则的TiO2纳米管。然后用水热法将TiO2纳米管转化成为BNT纳米管,同时探索了水热反应条件对BNT纳米管形貌和结构的影响。采用SEM、EDS、TEM和XRD对制备的BNT纳米管的形貌和结构进行了表征,结果表明水热反应条件为200℃,12 h时,TiO2纳米管可以转化成为BNT纳米管,但是仍含有部分TiO2。当延长反应时间至48 h,96 h时,纳米管的管状结构会被破坏,生成针状晶体;当反应温度升高至250℃,反应时间为12 h时,铁电纳米管仍为针状晶体结构,而在反应时间为24 h时生成颗粒状晶体。因此,水热法制备BNT纳米管的反应条件还需进一步摸索。……   
[关键词]:一维纳米材料;铁电纳米管;溶胶-凝胶模板法;水热法
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:湘潭大学2010年
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