鈦酸鋇類材料的譜學研究——拉曼光譜、光電子能譜及力學譜.pdf

1、鐵電化合物，由于其優(yōu)異的性能，在基礎研究和技術(shù)應用方面都受到重視。鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的鐵電化合物，由于其為數(shù)眾多加之結(jié)構(gòu)簡單，尤其受到大家的關(guān)注，BaTiO3和SrTiO3是具有鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的化合物的典型代表。本文利用Raman光譜，光電子能譜以及力學譜的方法對BaTiO3類材料進行了研究。 通過研究固相反應法制備的BaxSr1-xTiO3陶瓷，我們發(fā)現(xiàn)該樣品中存在光致發(fā)光現(xiàn)象。實驗結(jié)果表明真空退火可以使得樣品的光致發(fā)光強度增強，所以光致

2、發(fā)光過程和樣品中的氧缺位有關(guān)。在此基礎上，提出了一個可能的發(fā)光模型，認為該現(xiàn)象是由電子和空穴在氧缺位的復合導致的。 論文同時討論了氧缺位的存在和分布對BaTiO3晶格振動和原子芯能級存在的影響。改變氧缺位的分布情況，觀察到鈦酸鋇Raman譜所反映的晶格振動行為發(fā)生了變化。通過對晶格振動模式的分析，對這個問題作了定性的解釋，認為這種變化來源于原子間有效相互作用力的變化。XPS能譜的實驗則觀察到Ba的3d電子芯能級出現(xiàn)分裂的現(xiàn)象，該

3、現(xiàn)象可能來源于表面和內(nèi)部Ba原子周圍的化學環(huán)境的差異。 在以前工作的基礎之上，我們對固體材料中出現(xiàn)共振吸收峰的物理機制進行了試探性的研究。實驗過程是通過整合本課題組研制成功的頻率內(nèi)耗譜儀和Raman光譜儀進行的，并且進行了變溫實驗。通過原位實驗觀測到機械振動對鈦酸鋇Raman峰強存在影響。尤其值得指出的是，在BaTiO3順電-鐵電相變溫區(qū)，觀測到Raman峰強依賴于振動頻率且出現(xiàn)極大值的現(xiàn)象。這一結(jié)果初步表明了機械振動對BaTi