【摘 要】
:
随着信息技术和电子技术的飞速发展,人们对材料的功能性提出了越来越高的要求。具有多种独特性能的双钙钛矿Bi2FeCrO6(BFCO)材料引起了大量研究人员的关注,理论研究预测B位有序的双钙钛矿Bi2FeCrO6在具有80μ/cm2的超高铁电极化强度的同时还保持着约160emu/cc的磁化强度,其理论禁带宽度仅有1.48e V。这些独特的物理性质预示着BFCO材料在信息存储、半导体器件、光伏器件等领域
论文部分内容阅读
随着信息技术和电子技术的飞速发展,人们对材料的功能性提出了越来越高的要求。具有多种独特性能的双钙钛矿Bi2FeCrO6(BFCO)材料引起了大量研究人员的关注,理论研究预测B位有序的双钙钛矿Bi2FeCrO6在具有80μ/cm2的超高铁电极化强度的同时还保持着约160emu/cc的磁化强度,其理论禁带宽度仅有1.48e V。这些独特的物理性质预示着BFCO材料在信息存储、半导体器件、光伏器件等领域具有潜在的应用价值。自BFCO被提出以来大量研究人员通过外延生长的方法成功制备了各项性能优异的BFCO单晶薄膜器件,然而如果想要使其大规模工业化应用,如何降低生产成本成为了需要考虑的问题。基于这一背景,本论文对溶胶凝胶法制备的多晶BFCO薄膜结构与形貌、阻变性能、光伏性能、二极管性能进行了详细研究。采用溶胶凝胶法制备薄膜是由于其制备步骤简单,成本低廉且制备工艺与现阶段工业化生产线融合度高。论文具体内容如下:(1)首先摸索了溶胶凝胶法制备BFCO薄膜的工艺流程。对不同温度下在FTO、LNO、LSMO三种衬底上的BFCO薄膜形貌结构进行了表征。结果表明FTO衬底上650℃退火的BFCO薄膜最好,XRD结果显示薄膜是多晶的,SEM结果显示出薄膜表面光滑致密,晶粒清晰。LNO与LSMO衬底上800℃退火的薄膜形貌与结构测试结果表明不同衬底对薄膜结晶程度也有影响,XRD结果显示LSMO衬底上的薄膜结晶度更好,SEM表面形貌结果也表明LSMO衬底上的薄膜晶粒大,更加平整致密。(2)对BFCO薄膜的阻变性能进行了测试。FTO衬底上的薄膜表现出独特的数字模拟转换的阻变行为,这一行为在数模转换器、人工智能其等领域具有潜在的应用价值。LSMO衬底上的BFCO薄膜都能够表现出稳定的多级阻变行为,但其工作电压较大,这限制了其应用潜力。而LNO衬底上的BFCO薄膜可以在较小的工作电压下表现出双向可调节的多级阻变行为,高阻态和低阻态能够分别实现4级和3级阻变调节,器件各阻态能够在104次循环中保持稳定,在104s内保持信息不丢失。实验还证明改变电压扫描频率能够进一步调节器件开关比。这些都表明的BFCO薄膜优异的阻变性能。(3)随后对BFCO薄膜的光学性能进行了测试。通过FTO衬底上的BFCO薄膜吸收光谱推算出其带隙宽度约3.2e V,这预示着其光伏性能可能并不理想。进一步测试结果也表明器件没有明显的光伏效应,但表现出典型的光电二极管特性。LNO与LSMO衬底上薄膜的光吸收能力更强,利用吸收光谱推算出LNO衬底上的薄膜带隙宽度为2.6e V,LSMO衬底上的薄膜带隙宽度更低仅为1.8e V。光伏效应测试结果表明两类器件都有着优异的铁电光伏效应,光伏效应强度可以通过极化电压进行调节,且光伏响应快速准确。(4)最后我们分别对BFCO薄膜的二极管性能进行了简单测试。FTO衬底上的BFCO薄膜的二极管方向随着极化电压的改变而发生翻转,这是典型的铁电二极管效应。LNO与LSMO衬底上的薄膜二极管方向随着极化电压的改变不发生翻转,但二极管强度后出现明显的改变。总之本文通过溶胶凝胶法成功制备出多晶的BFCO薄膜,该薄膜在阻变、光伏、二极管方向表现出优异的性能。对BFCO薄膜的后续研究有着积极意义。
其他文献
广东粤西地处岭南,地方文化色彩非常浓厚,民俗活动丰富。“年例”作为粤西当地的一个历史悠久并具有极大影响力的民俗活动,是粤西社会、文化、经济的集中展示与体现。“年例”作为粤西地区特有的文化习俗,活动中用到增加节日气氛的装饰是当地人民生活方式的体现,见证了民间生活的喜乐与信仰。对粤西“年例”装饰的创新设计可以扩大年例的影响力,吸引更多本地及外地人参加,进而促进更多产业尤其是旅游与文化创意产业的发展,进
随着我国西部公路建设进入高质量发展阶段,对沥青路面的使用寿命提出了更加严格的要求。西部地区具有紫外辐射强、日照时间长、昼夜温差大等极端气候特点,其波长辐射能量与沥青分子键能相近,而长期老化作用会破坏沥青键能,导致沥青内部结构由胶体转变成固体,在天气等条件影响下加速沥青路面裂缝、车辙等病害的形成,从而劣化沥青路面的服役寿命。基于此,有效控制沥青路面紫外老化行为及性能劣化,对于实现沥青路面的长寿命化发
海上风电平台的发展是推动我国实现碳中和目标的强有力途径。管类零件作为海上风电的主体结构发挥着重要作用,长期受风、浪、流动载荷等恶劣环境影响,易产生磨损、裂纹、腐蚀等失效行为,导致平台内部泄漏,失去发电功能。管类零件的更换面临着成本高、效率低、资源浪费等问题,采用合理的管类零件现场修复手段对资源的可持续发展具有重大的意义。本文提出了一种激光锻造复合电弧焊接的新型高性能焊接修复技术,区别于传统修复技术
随着工业制造水平的提高,焊接自动化技术逐渐成为焊接技术领域的主流及研究热点,而焊缝识别与跟踪是实现高效自动焊接的前提。在众多面向焊缝跟踪的传感方式中,激光视觉传感法凭借其检测精度高、视觉信息丰富、传输过程稳定等优势而被广泛应用。实际焊接环境存在强光、烟尘等干扰因素,影响焊缝实际位置的在线辨识精度。如何在噪声干扰严重的焊接环境中准确提炼关键的焊缝位置信息成为当前的技术难点。为此,论文以激光视觉传感型
机器人软体手相比于传统的刚性手,其本体由软材料制作而成,具有很高的柔顺性和安全性,在物料分拣、果蔬采摘等场合具有广阔的应用前景。为了实现软体手对物体的适应性抓取和识别,要求软体手具有触觉感知的功能。目前的软体触觉感知抓取系统存在感知形式单一、控制方法简单的缺点,难以适应复杂多变的抓取对象。为此,本文提出一种具有手指、手掌多元触觉传感功能的新型软体手,并对其多元触觉融合感知方法和抓取控制进行了深入的
虚拟专用网络(VPN)作为一种有效的安全通信技术,许多企业与政府机构通过这项技术在公用网络上组建内部专用网络,它允许身处不同地域的人员访问工作网络,满足了工作人员对数据保密、内部资源访问与管理等多样化的办公需求。由于VPN客户端身处的网络环境千差万别,如何优化VPN对于网络环境的适应性和传输性能成为提高客户端体验的关键。VPN主要使用的传输协议有GRE、UDP与TCP,不同承载协议具有不同的优势和
我国是建筑瓷砖生产制造和出口大国,随着经济发展,社会对瓷砖的需求和应用增长迅速,同时对瓷砖品质的要求也愈加严格,抛光砖作为瓷砖生产中的主流产品,因其表面光亮、耐磨以及耐腐蚀等诸多优点而深受消费者喜爱。对抛光砖表面质量进行管控,是抛光砖生产过程中的必要环节。目前国内瓷砖生产线中,除了质量检测设备外的各类设备均已实现国产化、自动化,大部分瓷砖生产企业仍然依靠人工检测手段来检查瓷砖的表面缺陷,不仅效率低
针对陶瓷手机面盖平面砂轮磨削工艺存在磨削力不均匀造成磨削表面粗糙度不均、磨削刀痕严重、残余应力较大导致陶瓷材料损耗、磨削砂轮无法完全加工侧壁凸面,因此造成需要多个加工工序、加工效率低下、加工成本高和成品率低等问题,本文将超声加工技术应用到陶瓷平面磨削加工中,利用超声带来的高频振动带动磨料颗粒划擦、挤压、切削、碰撞以达到高效率去除陶瓷材料的目的。本文以手机陶瓷面盖为加工对象,设计了专用于陶瓷平面磨削
铜基复合材料具有优异的导电性、导热性、高强度以及耐高温性能,因而在电力、电子信息、轨道运输和机械制造等领域被广泛应用。一般来说,提高铜基复合材料性能的方式是加入增强相,基体中增强相的存在对复合材料强度和耐磨性有积极的作用,但会降低其导电率。同时,增强相的导电性、尺寸以及分布都直接影响复合材料的性能。Mo是一种高熔点、热膨胀系数小以及导电性良好的金属,Mo的碳化物Mo2C也是一种具有极佳抗腐蚀特性、
有机相变材料(Organic Phase Change Material,OPCM)因其相变潜热大、熔点和凝固点较宽、化学稳定性较好等优点,被认为是有前途的太阳能储热材料。但传统有机相变材料储热过程中热损失严重,采用常规保温技术难以实现对太阳能的长期储存。另一种在太阳能储能方面具有潜力的材料-偶氮苯(Azobenzene,AZO),在特定波长光照条件下,其构型能够发生反式-顺式可逆转变,反顺结构间