鈦酸鉍納米片的合成與光學(xué)性能研究

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1、摘要以五水合硝酸鉍【Bi(N03)·5H20】和鈦酸四丁酯【n(Oc4H9)4】為原料，NaoH為礦化荊，采用水熱法在堿性介質(zhì)中合成了鈦酸鉍納米片。研究了水熱反應(yīng)的溶劑、溫度、時(shí)間、礦化劑濃度等參數(shù)以及模板劑對(duì)產(chǎn)物物相和形貌的影響，確定合成層狀鈣鈦礦結(jié)構(gòu)鈦酸鉍納米片的水熱條件。利用x射線衍射ⅨRDl、掃描電鏡(sEM)、透射電鏡呷M)、選區(qū)電子衍射(sAED)、x射線熒光光譜()(1評(píng)s)、x射線光電予能譜(xPs)、傅立葉變換紅外(兀1R)、拉曼光譜(Raman)等技術(shù)研究鈦酸鉍納米片的物相和結(jié)構(gòu)。采用光致發(fā)光光

2、譜(PU等研究鈦酸鉍納米片的光學(xué)性能。結(jié)果表明，在200℃，礦化劑濃度為1mol／I。水熱反應(yīng)12h能夠合成形狀規(guī)則，厚度在20～30nm，長(zhǎng)寬達(dá)幾百納米的正交層狀鈣鈦礦結(jié)構(gòu)單晶鈦酸鉍納米片，納米片的帶軸方向?yàn)椤?0i】方向，并初步探討了片狀鈦酸鉍納米片的水熱生長(zhǎng)機(jī)理以及形貌產(chǎn)生原因。RamaIl光譜表明，隨著反應(yīng)時(shí)間的延長(zhǎng)，鈦酸鉍納米片的譜帶發(fā)生一定的寬化：光致發(fā)光光譜表明，鈦酸鉍納米片在470帆(2．64eV)處有一個(gè)藍(lán)光發(fā)射峰而在397nm(3．12eV)處有一個(gè)紫光發(fā)射峰。對(duì)鈦酸鉍納米片的合成、結(jié)構(gòu)及光學(xué)性

3、能進(jìn)行研究，不僅能豐富和完善納米結(jié)構(gòu)和納米科學(xué)的研究體系，將為制各性能優(yōu)異的鐵電納米材料及其相關(guān)器件奠定理論基礎(chǔ)。關(guān)鍵詞：水熱法，鈦酸鉍納米片，微結(jié)構(gòu)，光學(xué)性質(zhì)ABSTRACTBismuthtitanatc(BTo)nanosheetsweresynmesizedbyhydrothe珊almethod舶mBi(N03)‘5H20，鋤：0c4H9)4andNaOHSolution．Toobtainedtheproperhydrome咖alcondi曲璐forfabricatinglayerperovskitestru

4、ccurenanosheetsofBT0，thee話；ctsoftempefatIlre，reactiontilIleandcon∞ntrationOfmineralizefonmemorphologyandcrystallographicstnl咖rewereinVestigated．ThephascandstrIlctllreofBTOn咖sheetsweresmdiedllsingx—raydifffactionO氓D)，tmsmissionelect咖microscopy(1E岣，sc鋤ingelectmn

5、mi啪scopy(sE岣，x—RayF1uorescencespectmscopy(xRFs)，selectedarcaele咖ndiffraction(sAED)，x-rayphotoelectronspec訂oscopy(xPs)，F(xiàn)ouriertransf0咖i曲aredspectmscopy(F兀R)andRam柚spectros∞pytechnique．Wehavealsoinvestigatedthe叩ticalpropcniesofBTonanocrystalsbyphot01umincscence(

6、PL)spectros∞py．T1leresIIltsshowmatsin百ecryStalBTOnaIloslleetsofornl090nallayerpemvsl【itcwith廿lic虹essabout20～30nm柚dlength-誦d廿lratioreachinguptoseVe哪hundredsn柚ometc璐c鋤befabric酏edbyhydrothemalmemodat200℃，【0一】=1mol，Lfor12h，andthenanosheetsgfc舳alongtIle【lO1】directi

7、on．ThepossiblegmwtIlandf0丌llationmech鋤i鋤of啪narIosheetswerealsodiscIlSscdfromt11epointviewofhydfothe姍althe咖odyn鋤ics．neIRSpectraof”n硼owiresexllibitsobViollSblueshmalldbandwid廿lsbroadening．11lePLspectrashowsthatmereisabluephotoluminesccnceb孤dataround470nm(2．64eV)

8、柚dapurpIephotol啪inescencebandataround397nm(3．12ev)．Tbinvestigatemefabfi訓(xùn)on，stnlcmrc柚d叩ticalpropemes0fbismuttlti協(xié)nalen肌osheetswillenrichiIIgalld∞mpletingtIlere∞archsystemofn蛆∞tnlctI