本文選題：鋁酸鑭 + 摻雜　； 參考：《江西理工大學》2017年碩士論文

【摘要】：紅外輻射材料是隨著紅外輻射技術而逐漸發(fā)展起來的一種新型功能材料,在節(jié)能、環(huán)保、工業(yè)加熱、醫(yī)療等領域得到廣泛應用。鋁酸鑭具有良好的晶格匹配性,熱膨脹系數小,化學穩(wěn)定性好,寬禁帶寬度,良好的熱穩(wěn)定性,因此,本實驗選取鋁酸鑭為基體材料,采用溶膠-凝膠法于1500℃制備純LaAlO3和摻雜LaAlO3,研究材料的紅外輻射性能;并運用Materials Studio模擬軟件中的CASTEP模塊計算LaAlO3與摻雜LaAlO3的電子結構和光學性質,研究電子躍遷機理。主要結果如下:制備的LaAl1-xFexO3具有單一的鈣鈦礦結構。鋁酸鑭形貌發(fā)生變化,團聚減少,呈類球形。當摻雜量x=0.50時,鋁酸鑭在近紅外波段的平均發(fā)射率為0.706,相較于純LaAlO3(0.203),提高了247%,此外,其在中遠紅外波段的發(fā)射率亦有所提高。分析了LaAlO3和Fe:LaAlO3的電子結構和光學性質。摻雜Fe原子后,LaAlO3禁帶寬度由3.496eV降低至0.974eV,其態(tài)密度的導帶底有新的峰出現,這是Fe原子的d軌道與O原子的p軌道雜化形成的雜質能級。制備的LaAl1-xNixO3也具有單一的鈣鈦礦結構。鋁酸鑭形貌發(fā)生變化,團聚明顯減少,晶粒細化,發(fā)育完全,呈類球形。當摻雜量x=0.25時,鋁酸鑭在近紅外波段的平均發(fā)射率為0.885,相較于純LaAlO3(0.203),提高了335%,此外,其在中紅外波段的紅外發(fā)射率亦有較大提高。分析了Ni:LaAlO3的電子結構和光學性質。摻雜Ni原子后,LaAlO3的禁帶寬度顯著減小,其態(tài)密度的導帶底出現新的峰,這是Ni原子的d軌道與O原子的p軌道雜化形成的雜質能級。制備的LaAl0.75-xNi0.25FexO3仍具有單一的鈣鈦礦結構。鋁酸鑭形貌發(fā)生變化,團聚明顯減少,晶粒細化,發(fā)育完全,呈類球形。當摻雜量x=0.25時,鋁酸鑭在近紅外波段的平均發(fā)射率為0.901,相較于純LaAlO3,以及分別摻雜Ni2+、Fe3+的鋁酸鑭,有了很大的提高,此外,其在中遠紅外波段均具有較高發(fā)射率。分析了Ni-Fe:LaAlO3的電子結構和光學性質。摻雜后,LaAlO3的禁帶寬度減小,其態(tài)密度的導帶底出現新的峰,這是Ni原子、Fe原子的d軌道與O原子的p軌道雜化形成雜質能級。禁帶寬度減小,禁帶中雜質能級占據的軌道數增多,使電子從價帶躍遷到導帶所需能量減小,禁帶中自由載流子濃度升高,自由載流子吸收增強,材料的紅外發(fā)射率得以提高。
[Abstract]:Infrared radiation material is a new functional material developed with infrared radiation technology. It is widely used in the fields of energy saving, environmental protection, industrial heating, medical treatment and so on. Lanthanum aluminate has good lattice matching, small thermal expansion coefficient, good chemical stability, wide band gap width and good thermal stability. Pure LaAlO3 and doped LaAlO _ 3 were prepared by sol-gel method at 1500 鈩，

本文編號：1871117