导　　师： 罗莉

授予学位： 硕士

作　　者： (）;

机构地区： 广东工业大学

摘　　要： 铁电材料因为其铁电、介电和压电性质,在电容、热敏元件和传感器方面有很多的应用。现在,关于铁电材料的各种理论已经非常成熟,发现的铁电晶体也达到一千多种。过去对铁电材料的应用主要是利用它们的压电性、热释电性和电光性能。由于新铁电材料和薄膜工艺以及纳米技术的发展,近年来新型低维铁电材料引起了人们广泛的关注。铁酸铋是现阶段发现的唯一一种在室温下同时具有铁电性和反铁电性的铁电材料。相比于其他铁电材料而言,铁酸铋的带隙较低,其粉末带隙一般在2.3 eV,而薄膜带隙一般在2.6 eV。这使铁酸铋的光电响应在一众铁电材料中脱颖而出。一般的铁电材料带隙比较大,只吸收紫外光,不吸收可见光,而铁酸铋可以吸收可见光。铁电材料的可以通过自发极化将光生电子-空穴对分离,从而产生光伏效应。并且由于其开路电压的大小不受带隙的限制,有望突破太阳能转换效率的理论极限,因而在光伏领域有很大的应用潜力。还可以利用分离的电子-空穴对在样品表面发生氧化或还原反应,从而达到光催化的效果。针对铁酸铋这些性质,本文做了以下研究工作:1、通过溶胶-凝胶法制备了铁酸铋(BiFeO)和不同锰掺杂浓度的铁酸铋粉末样品(BiFeMnO,x=0.05,0.10和0.15)。XRD表明500℃下烧结的样品反应不完全,而630℃制备的样品则与pdf标准卡片匹配。Mn的掺杂并没有改变晶格结构。通过SEM可以观察到,随着烧结温度的升高,晶粒尺寸也随之变大,但是Mn的掺杂可以有效减小晶粒尺寸。根据吸收谱计算带隙表明,纯的BiFeO样品带隙在2.17 eV,但是掺杂Mn的样品带隙减小至2 eV以下,最小可达到1.88 eV,吸收谱表示,Mn的掺杂增强了晶体场跃迁的吸收强度。XPS的结果证明样品非常洁净,没有受到其他元素的污染。通过对比发现,掺杂导致Bi 4f的峰位向低结合能偏移。而光�

关 键 词： 铁电材料 铁酸铋 光电 光催化

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