Bi4Ti3O12纳米片的水热合成和光致发光性能研究.pdfVIP

助 稚{}抖 2006年增刊(37)卷 Bi。Ti。O，：纳米片的水热合成与光致发光性能研究。 颖1，尤 晶1 胡正龙112，顾豪爽1，胡永明l，郑凯泓1，袁 (1．湖北大学铁电压电材料与器件湖北省重点实验室，物理学与电子技术学院，湖北武汉430062 2．成宁学院信息工程学院，湖北咸宁437005) 摘要： 以Bi(N03)。·5H20和’Fi(OCtH。)a为原 料，NaOH为矿化荆，聚乙=醇(PEG)为模板荆，采用 水热法成功制备了形貌规则的Bi。Ti。O。：片状纳米粉 体。利用X射线衍射、X射线荧光光谱、扫描电子显微 醇中，搅拌形成透明溶液B。然后，将B倒人A中。激 镜研究产物的物相、组成和显微结构特征，利用分子荧 烈搅拌约30min直至溶液充分混合均匀，再添加 光光谱仪研究产物的先致发光特性。结果表明水热台 成的片状Bi。Ti3012纳米粉体为正交相钙钛矿结构，尺 (内衬聚四氟乙烯内胆)反应釜中，定容至总体积的 寸走约200nm，厚度lO～20nm。室温下Bi。Ti3012纳 80％，密闭，在温度为200℃的干燥箱中保温12h。取 米片在470．4rim处具有蓝一绿发光，在399．3nm处具 有紫外发光特性，初步认为是纳米片表面的氧空位和 出反应釜并自然冷却到室温，用去离子水和无水乙醇 铋空位所引起的。 反复洗涤沉淀物多次，最后将其置于60℃的干燥箱中 关键词：Bi4Tl。O．。；纳米片；水热法；光致发光 干燥8h。 中图分类号：TB383 文献标识码：A 文章编号2006)增刊一0008—02 扫描电子显微镜(SEM)测试产物的形貌特征，采用日 1 引 盲 本岛津XRF一1800型x射线荧光光谱仪测试产物的化 学组成，采用RF一540型分子荧光光谱仪(Xe灯激发 钛酸铋(Bi。Ti。O：。)是铋系层状化合物中结构最简 源)测试产物的室温光致发光(PL)性能。 单的一种铁电材料，由(Biz02)2+层和(Bi2Ti301。)2一伪 钙钛矿层交错堆积而成“]。自从Aurivillus于1949 3结果与讨论 年发现Bi4Ti。O。。以来，由于其具有优异的电学、光学 和光电子学性能，在现代微电子、微机电系统、信息存 图1(a)为水热合成产物的XRD图谱。由图可 知，衍射峰比较尖锐，表明BitTi。Ot。晶化完全，与JCP— 储等方面有着广阔的应用前景。合成Bi。TiaO-z纳米 粉体的方法主要有固相反应法o。]、高能球磨法[4]、沉 淀法[“、溶胶凝胶法…”、水热法“““、熔盐法口”等。 交相钙钛矿结构的Bi。Ti。O。t，而且不存在任何杂相。 相对其它的台成方法，水热法具有产物晶化温度低、粒 度分布均匀、纯度高等优点，是合成片状纳米粉体常用 晶格常数n一5．437，6=32．379，c一5．475。 的方法之一。例如Shi等研究者采用永热法合成了 BhTi。01：纳米片，并研究了压成陶瓷后的电学性能；由图可见，水热合成的产物纯度很高，主要由 Bi。Ti。O。。纳米片组成，片状产物的大小形状基本一致， Chen等研究者用水热法合成了片状和球状BitTiO，。 并研究了其红外和拉曼特性；Yang等研究者用水热法 合成了方形片状Bi。TiO，。