锂铒共掺杂钛酸钡陶瓷的电学性质及光谱研究.pdf

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1、硕士学位论文锂铒共掺杂钛酸钡陶瓷的电学性质及光谱研究STUDIESONELECTRICALANDSPECTROSCOPICPROPERTIESOFLITHIUMERBIUMCO-DOPEDBARIUMTITANATECERAMICS张晶晶哈尔滨工业大学2018年6月国内图书分类号：O433.1学校代码：10213国际图书分类号：535密级：公开理学硕士学位论文锂铒共掺杂钛酸钡陶瓷的电学性质及光谱研究硕士研究生：张晶晶导师：孙恩伟副教授申请学位：理学硕士学科：物理学所在单位：物理系答辩日期：2018年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学C

2、lassifiedIndex:O433.1U.D.C:535DissertationfortheMasterDegreeinScienceSTUDIESONELECTRICALANDSPECTROSCOPICPROPERTIESOFLITHIUMERBIUMCO-DOPEDBARIUMTITANATECERAMICSCandidate：ZhangJingjingSupervisor：Prof.SunEnweiAcademicDegreeAppliedfor：MasterofScienceSpeciality：PhysicsAffil

3、iation：DepartmentofPhysicsDateofDefence：June,2018Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology摘要摘要钛酸钡(BaTiO3)陶瓷是一种被广泛研究的具有钙钛矿型结构的铁电陶瓷，其介电性较高、压电性中等，工作温度范围窄，不易烧结。近期的研究工作主要是通过离子掺杂和改善制备工艺来提高钛酸钡陶瓷的电学性质。本文通过使用Li+/Er3+对钛酸钡陶瓷进行共掺杂，使其电学性质提高的同时具有了良好的发光效应。对于铁电陶瓷电学性能的表

4、征，通常采用常规的接触式测量法。近年来，随着荧光铁电陶瓷的提出，研究者开始通过建立荧光光谱与电学性质之间的关系，来对铁电陶瓷进行荧光电性表征。相较于接触式测量法，荧光表征法更加方便快捷。目前关于荧光表征法，大多侧重于铁电陶瓷温度灵敏性的研究，而有关陶瓷微观结构的表征很少。本论文通过研究锂铒共掺杂钛酸钡陶瓷的电学性质与光谱性质，探索了Li+/Er3+:BaTiO3陶瓷微观结构与光谱之间的关系。研究了不同配比的Li+/Er3+:BaTiO3陶瓷电学性质。利用溶胶凝胶法制备了不同配比的Li+/Er3+:BaTiO3+3陶瓷样品、纯BaTi

5、O3陶瓷样品以及1%Er:BaTiO3陶瓷样品。测试了样品的铁电和介电性质，发现Li+/Er3+:BaTiO3陶瓷样品的铁电性和介电性高于纯BaTiO3+3陶瓷，但低于1%Er:BaTiO3陶瓷。研究了Li+/Er3+:BaTiO3陶瓷上转换荧光光谱与温度之间的响应关系。通过测量不同配比Li+/Er3+:BaTiO3陶瓷的上转换荧光光谱对温度的响应特性，建立了“温度-微观结构-上转换荧光光谱”三者之间的变化关系。研究了不同温度下的Li+/Er3+:BaTiO3陶瓷的上转换荧光光谱，发现在居里-外斯温度T0附近，上转换荧光光谱随温度的

6、变化规律会发生突变，表明在该温度附近，Li+/Er3+:BaTiO3陶瓷的微观结构发生了改变。研究了Li+/Er3+:BaTiO3陶瓷红外荧光光谱与温度之间的响应关系，发现不同配比的Li+/Er3+:BaTiO+3+3陶瓷，红外荧光发光效率不同，1%Li/Er:BaTiO3陶瓷的发光最强。红外荧光光谱的温度响应方式与荧光光谱相似，在居里-外斯温度T0附近会发生突变。关键词：钛酸钡陶瓷；稀土离子掺杂；上转换荧光光谱；红外荧光光谱；温度响应-I-AbstractAbstractBariumtitanate(BaTiO3)ferroele

7、ctricceramicswithperovskitestructurearewidelystudied.Theyhavehighdielectricandmoderatepiezoelectricproperties.Buttheworkingtemperatureisnarrow,anditisnoteasytosinter.Recentresearchworksaremainlytoimprovetheelectricalpropertiesbyusingiondopingandpreparationprocessimprov

8、inginthebariumtitanateceramics.Inthisdissertation,Li+/Er3+co-dopingisusedtoimprovetheelectricalandluminescencepropert