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纳米La_（0.8）Sr_（0.2）FeO_3薄膜材料制备及其光电子特性研究

作　者: 蒲源
导　师: 李葵英
学　校: 燕山大学
专　业: 材料物理与化学
关键词: 纳米材料 薄膜 提拉法 表面光电压谱 光声光谱
分类号: TB383.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
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内容摘要


本文使用自行设计并安装的一套提拉膜设备,利用溶胶-凝胶提拉法制备出了合乎要求的La0.8Sr0.2FeO3纳米薄膜。与其他方法相比,提拉制膜方法既简便易行又节约能源。测试结果表明,与相同粒径该粉体材料相比,薄膜材料最大光伏响应的波长范围发生明显的蓝移现象,这说明该纳米薄膜材料具有更加独特的表面光伏特性和表面电子结构。利用柠檬酸法制备的过渡金属复合氧化物La0.8Sr0.2FeO3,通过改变固相反应条件控制其粒径大小。利用光声光谱和表面光电压谱研究了两种不同粒径nano-La0.8Sr0.2FeO3的光致电荷跃迁机制和能量转换行为。根据测试结果研究了不同粒径该材料的表面电子结构。同时,利用低真空环境下的表面光电压谱研究了在真空环境下样品的光激发电荷转移行为。分析发现,当粒径小于10 nm时,La0.8Sr0.2FeO3表现出了更加明显的表面效应,这一现象充分证实了前面所得结论的正确性。研究结果表明,不同粒径的La0.8Sr0.2FeO3的表面光电压谱及光声光谱不仅响应曲线的峰型发生变化,其响应范围及响应强度也存在明显的差异,这充分体现了纳米材料的量子尺寸效应和表面效应。场诱导表面光电压谱的结果证实该材料具有p型光伏特征,随着粒径的增大其p型光伏特性增强。研究结果说明,薄膜的制备可以大大拓宽该材料实际应用领域。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-8
第1章 论  8-21
  1.1 纳米薄膜材料概述  8-9
  1.2 纳米材料的物理化学特性  9-11
    1.2.1 量子尺寸效应  9-10
    1.2.2 表面效应  10
    1.2.3 小尺寸效应  10
    1.2.4 宏观量子隧道效应  10-11
  1.3 纳米薄膜的制备方法  11-14
    1.3.1 溶胶-凝胶法  11-12
    1.3.2 溅射法  12-13
    1.3.3 化学气相沉积法  13
    1.3.4 分子束外延法  13-14
    1.3.5 电化学法  14
  1.4 纳米薄膜的性能  14-17
    1.4.1 光学性能  14-15
    1.4.2 电磁学特性  15-16
    1.4.3 力学性能  16
    1.4.4 气敏特性  16-17
  1.5 半导体纳米量子点  17-18
  1.6 纳米钙钛矿型ABO_3 复合氧化物简介  18-19
  1.7 本论文的选题意义及研究内容  19-21
第2章 实验原理与装置  21-55
  2.1 光声理论  23-30
    2.1.1 圆柱形光声池中光声信号的推导  23-26
    2.1.2 声的激发  26-29
    2.1.3 光声信号的特殊解  29-30
  2.2 表面光电压的原理  30-43
    2.2.1 表面光伏效应的产生机制  31-36
    2.2.2 场效应原理  36-38
    2.2.3 表面光电压的测量原理  38-43
  2.3 实验装置  43-54
    2.3.1 光声光谱测试系统组成  43-47
    2.3.2 真空系统组成  47-50
    2.3.3 拉膜机装置组成  50-54
  2.4 本章小结  54-55
第3章 La_(0.8)Sr_(0.2)FeO_3纳米粉体及纳米薄膜的制备与结构表征  55-68
  3.1 La_(0.85)Sr_(0.2)FeO_3纳米粉体试验研究  55-60
    3.1.1 样品制备  55-56
    3.1.2 样品的结构表征  56-60
  3.2 La_(0.85)Sr_(0.2)FeO_3纳米薄膜的试验研究  60-67
    3.2.1 La_(0.85)Sr_(0.2)FeO_3纳米薄膜的制备  60-61
    3.2.2 La_(0.85)Sr_(0.2)FeO_3纳米薄膜的物理特性参数  61-65
    3.2.3 两种制备方法的对比分析  65-67
  3.3 本章小结  67-68
第4章 La_(0.85)Sr_(0.2)FeO_3纳米薄膜及粉体的表面光电特性研究  68-83
  4.1 La_(0.85)Sr_(0.2)FeO_3纳米粉体的表面光电特性研究  68-80
    4.1.1 大气压下光声光谱和表面光电压谱的测定  68-69
    4.1.2 真空环境表面光电压谱的测定  69
    4.1.3 表面光电压谱的分析与讨论  69-77
    4.1.4 光声光谱的分析与讨论  77-80
  4.2 La_(0.85)Sr_(0.2)FeO_3纳米薄膜的表面光电特性研究  80-82
    4.2.1 表面光电压谱的测定  80
    4.2.2 表面光电压谱的分析与讨论  80-82
  4.3 本章小结  82-83
结论  83-84
参考文献  84-89
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果  89-90
致谢  90-91
作者简介  91

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中图分类: > 工业技术 > 一般工业技术 > 工程材料学 > 特种结构材料
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