前钙钛矿、钙钛矿氧化物纳米结构可控制备、微结构和性能的研究

《前钙钛矿、钙钛矿氧化物纳米结构可控制备、微结构和性能的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、Author’Ssignature：一●·bupervlsor7Ssignature：ExternalReviewers：￡!Q￡旦鲤星塾g迫里!Q￡里曼卫g￡堑ExaminingCommitteeChairperson：ExaminingCommitteeMembers：￡￡Q￡)№i亟QngXi垒ng里!塑￡HQ堕g圣h曼跫ggh星坠￡羔Q￡鱼煦r鲤gH堑Dateoforaldefense：2013．03．11浙江大学研究生学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究

2、工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得逝鎏盘堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：厶p及易签字吼加防≥月膨日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解逝姿盘堂有权保留并向国家有关部门或机构送交本论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权逝姿态堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索和传播，可以采

3、用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)学位论文作者签名：签字目期：卯l多年厶怦砂翩繇劂≥月l驷签字隰护／芗年岁月夕日摘要低维钙钛矿结构氧化物，尤其是一维钙钛矿氧化物，因其在铁电非挥发性存储器(FeRAM)、压电纳米发电机和压电纳米传感器等方面的潜在应用而备受关注。开展一维钙钛矿纳米材料的可控制备、微结构与性能的研究对于发现新现象、拓展新应用具有重要的理论意义和实际价值。本文首先简要综述了钙钛矿结构氧化物的结构特点与研究现状，并重点总结和评述了一维钙钛

4、矿铁电氧化物纳米结构的制备及性能研究。在这一方面，实验研究明显滞后于相关的理论研究，其主要原因在于一维钙钛矿铁电氧化物单晶纳米结构的可控制备仍是一个挑战。针对这一问题，本文首次通过高分子辅助水热方法合成出尺寸可控前钙钛矿相PbTi03(PT)单晶纳米纤维，并通过固态相变获得尺寸可控的钙钛矿相PT单晶纳米纤维；通过高分子辅助水热／溶剂热法合成出Fe掺杂钙钛矿相PT类单晶自组装超结构。通过多种分析测试方法对前钙钛矿、钙钛矿相PT单晶纳米纤维的铁电性及其尺寸效应、Fe掺杂PT自组装超结构的铁磁性等进行了

5、深入的研究；对前钙钛矿相PT单晶纳米纤维的生长模型、固态相变模型展开了讨论。主要研究内容如下：(1)利用高分子辅助水热法，通过调节水热过程中反应物前躯体浓度Pb／Ti的摩尔比值(提高Pb的加入量)成功实现了前钙钛矿相PT单晶纳米纤维的尺寸可控制备。纳米纤维的直径从平均约90nnl到15nlTl，且伴随着尺寸的减小，纤维长径比从120减小到40。水热系统中较高的Pb浓度提高了晶体成核量，而前钙钛矿相的大量成核则降低了晶核生长的驱动力，从而限制了晶体的生长，引起尺寸的减小。(2)紫外可见吸收谱(UV)

6、和荧光光谱(PL)研究表明前钙钛矿相PT纳米纤维光学带隙约为3．10eV，而PL发光位置为绿光波段(～550nm)和近红外波段(～900nm)，且随尺寸无明显变化。其可能的机制是光激发后的电子和空穴分别形成Ti4+和pbz+相关的自俘获激子(STE)态复合发光，而两个波段发光都没有明显的尺寸效应说明一维柱状的晶体结构起到重要作用。动态接触式静电力显微镜(DC．EFM)研究表明前钙钛矿相PT单晶纳米纤维的铁电性随尺寸的减小而降低。(3)通过前钙钛矿相PT纳米纤维空气中退火处理成功制备了不同尺寸的钙钛

7、矿相PT单晶纳米纤维，其直径范围为85ni／1至15am，长径比约为105至37。XRD、差热分析(DTA)、二次谐波(SHG)及压电力显微镜(PFM)等研究表明钙钛矿相PT单晶纳米纤维的铁电性随直径的减小而降低，且平均直径为15nn'l的纤维中仍然存在铁电性，这一结论在直径为13nln的单根纤维中得到了证实。浙江大学博士学位论文(4)研究揭示了前钙钛矿结构水热合成实验条件，如矿化剂种类、矿化剂浓度、水热温度、水热时间、添加剂等，对产物物相及形貌的影响规律。利用SEM、HRTEM等手段研究了前钙钛

8、矿相PT单晶纳米纤维的生长过程并提出了可能的取向聚集生长机制：前钙钛矿相PT晶核在PVA中羟基(．OH)的吸附作用下生长为直径约4nnl．6nlTl，长度约50nlTl．200nlll的生长基元，这些基元再通过空间取向聚集的方式生长成为前钙钛矿相PT单晶纳米纤维，取向聚集模型的驱动力可能是晶体的表面能及静电力。(5)利用DTA、XRD、原位TEM等分析方法对前钙钛矿．钙钛矿结构的相变过程展开了深入研究，并提出表面及界面诱导的虚拟熔化．结晶．晶核取向聚集生长的相变模型。前钙钛矿相晶体