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oe1(光电查) - 科学论文

34 条数据
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  • 通过透射测量揭示多铁性材料BiFeO3中的温度依赖光响应

    摘要： 我们通过光谱学方法研究了BiFeO3单晶中光诱导效应随温度的变化关系。本文报道了多种光诱导吸收特征现象的观测结果，这些现象从光致伸缩效应角度进行讨论，并以激子理论进行解释。其能级位置的温度依赖性表明激子与晶格振动之间可能存在耦合。此外，激子特征随温度演化的异常迹象可能暗示其与BiFeO3中温度诱导的磁相变有关。我们的发现揭示了光诱导激子与晶格及自旋自由度之间的耦合关系，这可能与多铁性材料BiFeO3中观测到的超快光致伸缩效应存在关联。

    关键词： 多铁性、激子、光谱学、BiFeO3、光致伸缩

    更新于2025-11-25 10:30:42

  • 新型p-Ag3PO4/n-BiFeO3异质结复合材料的简易合成及其增强的可见光光催化降解染料活性

    摘要： 本工作通过沉淀法将Ag3PO4微粒负载于BiFeO3微立方体表面，制备出p-Ag3PO4/n-BiFeO3异质结复合材料。该复合材料用于可见光照射下降解酸性橙7（AO7），发现其光催化效率显著高于纯BiFeO3。同时，通过降解苯酚进一步证实了Ag3PO4/BiFeO3复合材料的本征可见光驱动光催化活性。此外还评估了该复合材料的类光芬顿催化性能。光电流分析表明，BiFeO3与Ag3PO4的结合抑制了光生电子-空穴对的复合。复合材料光催化活性的显著提升主要归因于Ag3PO4/BiFeO3 p-n异质结形成所引发的高效光生电荷分离与界面电荷迁移。

    关键词： BiFeO3，光催化，异质结，Ag3PO4

    更新于2025-11-19 16:46:39

  • 新型BiFeO3基三元无铅弛豫铁电陶瓷具有增强的击穿强度和储能密度

    摘要： 通过固相反应法制备了一种新型三元无铅弛豫铁电陶瓷(0.67-x)BiFeO3-0.33(Ba0.8Sr0.2)TiO3-xLa(Mg2/3Nb1/3)O3+y wt.% MnO2+z wt.% BaCu(B2O5)（BF-BST-xLMN+y wt.% MnO2+z wt.% BCB）。用LMN取代BF被认为会因随机场增强而引发典型的介电弛豫行为。经MnO2和BCB共掺杂后，同时实现了电导率和晶粒尺寸的显著降低，从而明显提升了室温下的介电击穿强度和储能性能。当x=0.06、y=0.1、z=2时，在23 kV/mm测试电场下获得了3.38 J/cm3的高可恢复储能密度W和59%的可接受储能效率η。此外，该储能性能对频率（0.1 Hz-100 Hz）和温度（30-170°C）均表现出良好稳定性，表明BF-BST-xLMN+y wt.% MnO2+z wt.% BCB无铅弛豫铁电陶瓷有望成为高功率脉冲电容器的理想介电材料。

    关键词： 无铅陶瓷、弛豫铁电体、储能、BiFeO3、击穿电场强度

    更新于2025-11-14 17:28:48

  • 通过钙和铅共掺杂调控BiFeO?陶瓷的铁电、介电及磁性能

    摘要： 研究了Ca/Pb共掺杂对BiFeO3陶瓷结构、铁电、介电及磁性能的影响。X射线衍射和拉曼光谱显示，随着Ca/Pb浓度增加，材料发生从菱方相（空间群R3c）到立方相（空间群Pm3m）的结构转变。为补偿Ca2+掺杂引起的价态变化，在Ca离子存在下Pb离子呈现四价态。室温铁电行为取决于BiFeO3陶瓷中的Ca/Pb共掺杂及结构转变。同时，102–107 Hz频率范围内介电损耗角正切的变化及室温漏电流表明，Ca/Pb共掺杂提高了电阻率并降低了漏电流。与Sr/Pb共掺杂相比，在相同共掺浓度下，Ca/Pb共掺不仅进一步增强了铁电极化和介电性能，还将漏电流改善了两个数量级。此外，随着Ca/Pb含量增加，观测到增强的铁磁性，这可归因于结构转变有效抑制了螺旋摆线自旋结构和自旋倾斜。

    关键词： BiFeO3、铁电性、共掺杂、介电性、陶瓷、磁性

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 铁电增强型BiFeO3/TiO2复合光阳极的光电化学水分解

    摘要： 采用简便的溶胶-凝胶法在TiO?光阳极上制备单相BiFeO?（BFO）薄膜以提高光电化学（PEC）水分解效率。通过调控厚度获得的BFO薄膜在偏压下产生显著铁电极化，有效调节了BFO/TiO?的能带弯曲。所制备的BFO-5/TiO?光电流密度可达11.25 mA/cm2，较裸TiO?提升20倍以上。在AM 1.5G光照下，正向极化的BFO-5/TiO?光阳极在1.5 V（vs.SCE）电位下获得28.75 mA/cm2的光电流密度。该研究表明，兼具铁电性与半导体特性的BFO/TiO?复合结构可通过协同增强光吸收及电荷分离传输性能，成为提升PEC性能的有效方案。

    关键词： BiFeO3，铁电极化，光阳极，水分解

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • Dy与过渡金属共掺杂对BiFeO3陶瓷多铁性调控的实验与理论联合研究

    摘要： 通过固相法成功合成了多铁性Dy与过渡金属（Cr、Mn、Ni）共掺杂BiFeO3陶瓷，并研究了其对磁性和铁电性能的影响。与Bi0.95Dy0.05Fe0.95Mn0.05O3相比，Bi0.95Dy0.05Fe0.95Cr0.05O3和Bi0.95Dy0.05Fe0.95Ni0.05O3陶瓷能显著改善磁性。磁性的显著增强应与Cr离子（Ni离子）和Fe离子之间的局域铁磁耦合有关，这已通过第一性原理计算得到证实。同时，实验和理论研究均表明Dy掺杂能有效提升BiFeO3的铁电性能。漏电流和导电机理分析显示，铁电性能的提升主要归因于氧空位的减少。

    关键词： 磁性、铁电性、BiFeO3、取代

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 多铁性BiFeO<sub>3</sub>-0.25PbTiO<sub>3</sub>纳米颗粒中的奈尔相变及其异常尺寸效应

    摘要： 已研究了尺寸减小对BiFeO3-0.25PbTiO3（BF-0.25PT）结构参数、反铁磁转变温度（TN）和自旋重取向转变温度的影响。基于高分辨率同步辐射X射线粉末衍射数据的Rietveld精修分析证实：无论是块体材料还是纳米晶粉末，BF-0.25PT固溶体的空间群均为单斜Cc而非三方R3c，这解决了关于BiFeO3-xPbTiO3体系中靠近富BiFeO3的形变相边界处这些固溶体结构的长期争议。通过磁化强度和中子粉末衍射数据表明：BF-0.25PT的奈尔温度（TN）从块体的445K升高至150nm粒径样品的480K，这与有限尺寸系统中相变的标度理论形成鲜明对比。我们还发现块体单斜组分（如BF-0.25PT）在TN以下发生的自旋重取向转变，在约150nm粒径的纳米晶样品中被抑制。根据Rietveld精修的结构参数显示：随着粒径减小，Fe-O-Fe超交换路径的不对称性和非线性增强，且与TN呈现强相关性。我们认为：由于不对称且非共线的Fe-O-Fe超交换路径导致Dzyaloshinskii-Moriya相互作用随粒径减小而显著增强，可能是粒径减小时TN升高的关键因素。这些发现揭示了一类新型I型多铁性材料的特性——其超交换路径与铁电畸变密切相关。

    关键词： 多铁性、反铁磁转变、BiFeO3-PbTiO3、尺寸效应、Dzyaloshinskii-Moriya相互作用、奈尔转变、纳米粒子

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 三维BiFeO3/石墨烯复合材料可见光光催化性能的显著增强

    摘要： 通过简单的水热法合成了铁酸铋（BiFeO3，BFO）亚微米立方体及三维BFO/石墨烯复合材料。研究了不同氧化石墨烯（GO）浓度下三维BFO/石墨烯复合材料的结晶过程及其可见光光催化性能。与单一BFO亚微米立方体相比，三维BFO/石墨烯复合材料的光催化活性显著提升。当GO浓度为3 mg/mL时获得优异光催化性能，在140分钟内亚甲基蓝（MB）染料的降解率高达92%。光催化活性的增强可归因于三维复合材料的大比表面积和三维结构，其提供了更多传输路径从而有效提高光生电子-空穴对的分离速率。因此，三维BFO/石墨烯复合材料在光催化领域具有广阔应用前景。

    关键词： 光催化，BiFeO3，亚甲基蓝，水热法

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • Nd、Al掺杂对BiFeO3结构和性能的影响

    摘要： 采用水热法在200°C下反应24小时制备了BiFeO3(BFO)和Bi0.95Nd0.05Fe1-xAlxO3(x=0,0.03,0.05,0.075,0.1)粉体，研究了铝掺杂量对材料结构、形貌、磁性和光催化性能的影响。X射线衍射(XRD)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)表明化合物为无杂相及结构转变的畸变菱方钙钛矿结构。场发射扫描电镜(FESEM)显示材料表面呈致密团聚球状，随着Al3+浓度增加，部分球形晶粒最终呈现菜花状形貌。能谱分析(EDS)表明Bi0.95Nd0.05Fe0.95Al0.05O3样品主要含Bi、Fe、O、Nd、Al五种元素且原子比与化学式吻合。综合物理性能测量系统(PPMS-9)中的振动样品磁强计(VSM)显示，Nd3+离子掺杂提升了BFO室温磁性；但随Bi0.95Nd0.05Fe1-xAlxO3(x=0,0.03,0.05,0.075,0.1)中非磁性离子Al3+浓度增加，Fe-O-Fe网络结构被破坏导致净磁化强度降低，使磁滞回线呈现顺磁性。BFO光催化性能随Al3+浓度增加先升后降，在x=0.05时达到最佳催化效果。

    关键词： 水热法、磁性、Nd和Al掺杂、BiFeO3

    更新于2025-09-23 15:21:21

  • 半导体单壁碳纳米管/铁酸铋异质结构中通过宽范围光吸收与高效电荷分离实现的增强型铁电光伏效应

    摘要： 光伏异质结构器件的界面电子能带结构会显著影响其光吸收和电荷传输特性，进而决定光伏性能。本工作报道了半导体单壁碳纳米管（S-SWCNTs）/铁电BiFeO3（BFO）异质结构中增强的铁电光伏效应。由于S-SWCNTs（0.2-2.1 eV）和BFO（2.2-2.7 eV）的窄带隙，该结构可实现宽范围光吸收。通过p-f-n结（p型S-SWCNTs/铁电体(f)BFO/n型Nb:SrTiO3）形成的协同效应及铁电BFO层中极化介导内场的引入，该异质结构还能实现高效电荷分离。相比单层器件（Pt/BFO/Nb:SrTiO3），经过铁电层厚度优化和适当界面能带对齐后，异质结构器件（Pt/S-SWCNTs/BFO/Nb:SrTiO3）展现出显著提升的光伏性能：在标准太阳光照射下，开路光电压和短路光电流密度分别达到0.23 V和-7.52 mA cm-2（对应光电转换效率4.40%）。此外，通过施加可切换的电场极化，该异质结构可实现调控，为开发可控光伏器件提供了可能。研究表明，不同功能材料的协同集成是设计性能可调光伏器件的有效途径。

    关键词： BiFeO3（铁酸铋）、光吸收、单壁碳纳米管、异质结构、电荷分离、铁电光伏效应

    更新于2025-09-23 15:21:01