亚稳相锡氧化合物的结构与铁磁性研究

发布时间：2022-07-12 15:37

　　氧化锡作为一种常见的金属氧化物半导体材料,被广泛应用于透明导电、气敏传感和催化领域。常温常压下,氧化锡为金红石结构,在高温高压下会发生结构相变,生成与氧化铅（α-PbO₂）相同结构的s相（Scrutinyite）氧化锡。s相氧化锡还可以通过退火使氧化亚锡的纳米颗粒或者薄膜在空气中发生氧化反应得到,但这种合成方法同时还会生成金红石结构的氧化锡。s相氧化锡的特殊结构使其具有优异的气敏和催化特性,归因于其较金红石相更为松散的锡氧八面体结构可以产生更多氧空位。我们使用机械球磨的方法制备了纳米级氧化亚锡,再通过在真空和空气中退火的方法使其发生歧化和氧化反应,生成了s相氧化锡和金红石相氧化锡的两相混合系列样品。电子顺磁共振实验表明机械球磨法制备的纳米级氧化亚锡中含有少量的氧空位。在利用介电谱和热分析实验探究歧化反应的过程中,我们发现氧离子在高温条件下的运动会产生一个弛豫过程,反映了氧子晶格从静态无序到动态无序的转变。利用核磁共振的方法对退火后的样品进行表征,我们首次得到了位于-615 ppm的s相氧化锡的¹¹⁹Sn共振峰。通过低转速魔角旋转实验测得两相中... 

【文章页数】：96 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 纳米材料概述
        1.1.1 纳米材料的分类
        1.1.2 纳米材料的性质与用途
        1.1.3 纳米材料的制备方法
    1.2 纳米材料的缺陷磁性
        1.2.1 局域磁矩起源
        1.2.2 交换作用
        1.2.3 纳米材料缺陷磁性的研究现状
    1.3 锡氧化物纳米材料
        1.3.1 氧化亚锡(SnO)
        1.3.2 氧化锡(SnO_2)
        1.3.3 四氧化三锡(Sn_3O_4)和三氧化二锡(Sn_2O_3)
        1.3.4 锡氧化物的转变
    1.4 论文的研究目的和主要内容
    参考文献
第二章 实验方法与样品制备
    2.1 实验方法
        2.1.1 机械球磨法
        2.1.2 固体核磁共振
        2.1.3 介电谱
        2.1.4 其他表征方法
    2.2 样品制备
        2.2.1 球磨法制备纳米SnO
        2.2.2 退火处理
    参考文献
第三章 s-SnO_2的~(119)Sn NMR与介电谱研究
    3.1 引言
    3.2 实验方法与理论计算
        3.2.1 样品制备
        3.2.2 表征方法
        3.2.3 化学位移理论计算
    3.3 实验结果
        3.3.1 球磨SnO样品的颗粒尺寸
        3.3.2 SnO向r-SnO_2和s-SnO_2的转变过程
        3.3.3 s-SnO_2的~(119)Sn核磁共振谱
    3.4 讨论
    3.5 本章小结
    参考文献
第四章 纳米SnO中L型O-Sn-O缺陷诱导的弱铁磁性研究
    4.1 引言
    4.2 实验方法与理论计算
        4.2.1 样品制备
        4.2.2 表征方法
        4.2.3 理论计算
    4.3 实验结果
        4.3.1 结构与磁性表征
        4.3.2 理论计算
    4.4 讨论
    4.5 本章小节
    参考文献
第五章 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
博士阶段发表论文
致谢



本文编号：3659388