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规则形貌钛酸铋镧铁电纳米晶的液相法制备 前言: 规则形貌的钛酸铋镧(Bi0.5La0.5TiO3,缩写为BLT)铁电材料由于其在压电、声电、光电以及磁电等多个领域具有的良好的性能表现而备受研究者的青睐。然而,传统的物理气相沉积、溅射等技术一方面工艺复杂,另一方面所制备的BLT薄膜具有的微观缺陷影响了它的性能表现,因此液相法成为了一种优越的制备BLT的方法之一。本文将从液相合成原理、制备工艺、结构性能等方面进行详细探讨。 一、液相合成原理 液相合成技术是通过在化学反应过程中溶剂中引入反应物从而进行化学反应的方法。因此,液相合成技术具有反应整齐、反应中间体易于稳定、反应可控制、设备简单等优点。液相合成BLT的原理为:首先通过化学反应将Ti、Bi、La等金属离子还原为金属离子,然后再经过控制反应条件,使得化学元素在液相中均匀混合并在晶体生长时形成所期望的晶体结构。液相合成技术中各个参数(如温度、pH值)的优化与调整是决定所得到BLT材料质量的关键因素。 二、液相法制备工艺 BLT可采用溶胶-凝胶法、水热法、物理合成法及化学合成法等方式制备。在几种方法中,我们主要关注物理合成法。该方法可分为两类:一是水热合成法,在水热条件下经过1万个小时的反应,可以得到BLT纳米晶;二是普通合成法,它创新性地使用微观无铅晶角作为撑体,在一个平衡体系中以微观溶胶与微观晶角为引导器来合成钛酸铋镧纳米晶,真正做到了“液中生晶”。相对于水热法,普通合成法的优越性如下:操作简单、高产率、单相产物,并且制备的BLT纳米晶在物理性质和元素分布方面也更加理想。 三、结构性能 BLT属于A2Bi4Ti5O18系列的钙钛矿相铁电材料,在结构上具有一种无序的球型结构,来自钛的6个电子将阴离子与Bi/La阳离子之间成键。它具有薄厚度、高介电常数、极化、压电、热释电等良好性能,在压电传感器、声波滤波器和声纳领域中有着广泛应用。此外,由于BLT具有良好的光电性能,如高吸收系数和较长的电子寿命,因此在太阳能电池、光电器件等领域中也受到了越来越多的关注。 结语: 液相法制备BLT纳米晶是一种简单、易操作、高有效率的方法,它可以在保证材料性能的前提下对BLT进行高效制备。但是,液相法制备还存在着一些问题和挑战,例如生长的晶体在成长过程中容易出现微观缺陷,从而影响材料的性能表现。为解决这些问题,我们可以对制备工艺进行把控,优化反应条件或通过贴合等后处理方法进行优化和改善。相信在不断的研究探索下,液相法制备BLT的材料性能将会得到更多的提升和发挥。