钒酸铋基半导体功能材料的制备与性能研究

发布时间：2018-04-18 23:05

  本文选题：钒酸铋 + 正温度系数效应　； 参考：《安徽理工大学》2015年硕士论文

【摘要】：钒酸铋(BiVO4)是优异的半导体功能材料,因其独特的晶体结构和性能引起了众多科研工作者的关注。目前关于BiVO4单晶以及多晶陶瓷方面的研究少之又少,对其本征的性能认识还不够。因此本论文以BiVO4晶体与陶瓷为研究对象,对其晶体的生长与性能及陶瓷的制备工艺与电学性能展开研究。论文主要内容如下： 第一章为绪论部分。本章首先介绍了BiVO4材料的晶体结构及基本性质。然后重点介绍了BiVO4材料的研究进展和电阻正温度系数效应。最后对论文的选题背景及研究意义进行了介绍了并确定了论文的主要研究内容。 第二章主要研究了BiVO4晶体的坩埚下降法生长与性能。首次发现BiVO4晶体表面接触角随光照时间呈现先减小后增大的变化规律,同时电阻率呈现正温度系数效应。 第三章主要研究了烧结条件对BiVO4陶瓷物相组成、显微结构、介电、阻抗、电阻率等性能的影响。发现当烧结温度大于820℃时陶瓷表面开始出现玻璃相,说明Bi容易在晶界处发生成分偏析。此外发现BiVO4陶瓷两个介电弛豫损耗峰。而且BiVO4陶瓷在测试电阻率随温度的变化关系时表现出明显的正温度系数效应,并对其形成机理进行了探讨。 第四章主要研究了La3+掺杂比例对Bi1-xLaxVO4陶瓷电学性能的影响。发现La3+掺杂能显著降低单斜Bi1-xLaxVO4固溶体陶瓷的介电损耗,降低陶瓷的导电性。而且Bi1-xLaxVO4(0.05≤x≤0.20)陶瓷的lgp-T曲线在200℃附近出现拐点,说明其电流传输机理在低温与高温下不同。 第五章主要研究了V5+位掺杂M6+(M:Mo、W)对BiVO4陶瓷电学性能的影响。发现Mo元素掺杂可以显著的降低BiVO4陶瓷的介电损耗,且Bi1-x/Φx/3V1-xWxO4陶瓷介电频谱中存在的两个介电损耗峰具有典型的弛豫特征。W元素掺杂对Bi1-x/Φx/3V1-xWxO4陶瓷电阻率的改变较为显著,x=0.06、0.18的Bi1-x/Φx/3V1-xWxO4陶瓷样品在200C-750C范围内电阻率增大的幅度达到2-3个数量级,PTC效应非常明显。 第六章是对论文主要结果和创新之处的总结以及对未来BiVO4材料研究趋势的展望。
[Abstract]:Bismuth vanadate (BiVO4) is an excellent semiconductor functional material, which has attracted many researchers' attention because of its unique crystal structure and properties.At present, there are few researches on BiVO4 single crystal and polycrystalline ceramics.Therefore, the growth and properties of BiVO4 crystals and ceramics, the preparation process and electrical properties of ceramics were studied in this paper.The main contents of the thesis are as follows:The first chapter is the introduction.In this chapter, the crystal structure and basic properties of BiVO4 are introduced.Then the research progress of BiVO4 material and the effect of positive temperature coefficient of resistance are introduced.Finally, the background and significance of the thesis are introduced and the main research contents are determined.In chapter 2, the growth and properties of BiVO4 crystals by crucible descent method are studied.It is found for the first time that the surface contact angle of BiVO4 crystal decreases first and then increases with the illumination time, and the resistivity shows a positive temperature coefficient effect.In chapter 3, the effects of sintering conditions on the phase composition, microstructure, dielectric, impedance and resistivity of BiVO4 ceramics are studied.It is found that when the sintering temperature is higher than 820 鈩，

本文编号：1770470