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Er,Zr共掺杂对(K0.16Na0.84)0.5Bi4.5Ti4O15压电陶瓷电学和上转换发光性能的影响

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硅酸盐学报 2016年第9期44卷 1270-1275页

作者：江亚林江向平陈超涂娜江兴安陈云婧景德镇陶瓷大学材料科学与工程学院江西省先进陶瓷重点实验室江西景德镇333001

采用固相法制备Er、Zr共掺铋层状结构陶瓷(K0.16Na0.84Bi)0.47Er0.02Bi4Ti4–xZrxO15(KNBET–Zr–x,0≤x≤0.12,x为摩尔分数),研究了不同Zr含量对样品的结构、电学与上转换发光性能的影响。结果表明:所有样品均为单一的正交相铋层状结构... 详细信息

采用固相法制备Er、Zr共掺铋层状结构陶瓷(K0.16Na0.84Bi)0.47Er0.02Bi4Ti4–xZrxO15(KNBET–Zr–x,0≤x≤0.12,x为摩尔分数),研究了不同Zr含量对样品的结构、电学与上转换发光性能的影响。结果表明:所有样品均为单一的正交相铋层状结构,无其他杂相出现。随着Zr掺入量的增加,晶格常数a、b、c不断增大,正交畸变(b/a)的值逐渐减小;适量Zr掺杂使样品的介电损耗降低,剩余极化强度2Pr和压电常数d33得到提高;当x=0.04时,样品具有最佳的综合电学性能:介电损耗tanδ=0.61%、压电性能d33=24 p/CN、剩余极化强度2Pr=3.02μC/cm2。在980 nm近红外光源激发下,所有样品均呈现出较强的绿光发射,对应于2H11/2→4I15/2和4S3/2→4I15/2的跃迁。随着Zr离子掺入量增加,正交畸变(b/a)减少,荧光强度逐渐下降。

关键词：正交畸变上转换发光介电性能压电陶瓷

Er(3＋)掺杂对Na_(0.25)K_(0.25)Bi_(2.5)Nb_2O_9压电陶瓷电学和光学性能的影响

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硅酸盐学报 2016年第9期44卷 1281-1286页

作者：罗雨涵江向平陈超涂娜陈云婧江兴安景德镇陶瓷大学材料科学与工程学院江西省先进陶瓷材料重点实验室江西景德镇333001

采用传统固相法制备Na0.25K0.25Bi2.5Nb2O9+x Er(NKBN–x Er,0≤x≤0.06)铋层状无铅压电陶瓷,研究了不同Er3+掺杂量对NKBN–x Er陶瓷显微结构、电学性能及上转换荧光性能的影响。结果表明:所有样品均为单一的铋层状结构;随着Er3+掺杂量x... 详细信息

采用传统固相法制备Na0.25K0.25Bi2.5Nb2O9+x Er(NKBN–x Er,0≤x≤0.06)铋层状无铅压电陶瓷,研究了不同Er3+掺杂量对NKBN–x Er陶瓷显微结构、电学性能及上转换荧光性能的影响。结果表明:所有样品均为单一的铋层状结构;随着Er3+掺杂量x从0增加到0.06,样品的晶粒尺寸逐渐增大,Curie温度TC升高,适量的Er3+掺杂能提高陶瓷的压电性能;电导率与温度的关系在高温区域,热激活氧空位二级电离电子电导起主导作用;在980 nm激光激发下,所有样品在513~570和644~679 nm处可观察到绿光和红光发射峰,分别对应于Er3+的2H11/2→4I15/2、4S3/2→4I15/2和4F9/2→4I15/2能级跃迁。当x=0.02时,电学性能最佳:压电常数d33=22 p C/N,介电损耗tanδ=0.38%,品质因子Qm=2 324,且样品均具有良好的荧光性能,表明该组分陶瓷可作为高温应用光—电多功能材料。

关键词：铌酸铋钠钾压电陶瓷电学性能上转换发光

Nd^(3+)掺Na_(0.25)K_(0.25)Bi_(2.5)Nb_2O_9压电陶瓷的结构与性能

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硅酸盐学报 2017年第3期45卷 346-353页

作者：罗雨涵江向平陈超涂娜陈云婧江兴安景德镇陶瓷大学材料科学与工程学院江西省先进陶瓷材料重点实验室江西景德镇333001

采用固相法制备Na_(0.25)K_(0.25)Bi_(2.5–x)Nd_xNb_2O_9(NKBN–xNd^(3+),0≤x≤0.40,x为摩尔分数)铋层状无铅压电陶瓷,研究了不同Nd^(3+)掺杂量对NKBN–x Nd陶瓷显微结构、电学性能的影响及NKBN–0.20Nd^(3+)陶瓷高温下的电导行为。结果表明:所有样品均为单一的铋层状结构;当Nd^(3+)的掺杂量x为0.02时,样品的晶粒尺寸减小并趋于均匀,致密度提高;适量的Nd^(3+)掺杂能降低样品的介电损耗,提高NKBN陶瓷的压电常数d33。NKBN–0.20Nd^(3+)陶瓷样品的电学性能最佳:压电常数d_(33)=24 p C/N,机械品质因数Q_m=2 449,tanδ=0.40%,2P_r=1.11μC/cm^2。NKBN–0.20Nd^(3+)样品的阻抗谱表明:在高温区域陶瓷的晶粒对电传导起主要作用,当温度高于600℃时,样品主要表现为本征电导,NKBN–0.20Nd^(3+)和NKBN的电导活化能分别为1.85和1.64 e V。

关键词：铋层状压电陶瓷 Raman光谱阻抗谱

Ho^3+掺杂Na0.25K0.25Bi2.5Nb2O9陶瓷的结构、电学和上转换发光性能

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硅酸盐学报 2020年第7期48卷 1090-1096页

作者：陈子龙江向平陈超黄枭坤江兴安胡浩景德镇陶瓷大学材料科学与工程学院江西省先进陶瓷材料重点实验室江西景德镇333001

采用传统固相法制备了Na0.25K0.25Bi2.5–xHoxNb2O9(NKBN–x Ho^3+,0.000≤x≤0.030)铋层状陶瓷,研究了Ho^3+掺杂对NKBN陶瓷结构、电学和上转换发光性能的影响。X射线衍射谱表明Ho^3+进入NKBN晶格形成了固溶体。随着Ho^3+掺杂量的增加,N... 详细信息

采用传统固相法制备了Na0.25K0.25Bi2.5–xHoxNb2O9(NKBN–x Ho^3+,0.000≤x≤0.030)铋层状陶瓷,研究了Ho^3+掺杂对NKBN陶瓷结构、电学和上转换发光性能的影响。X射线衍射谱表明Ho^3+进入NKBN晶格形成了固溶体。随着Ho^3+掺杂量的增加,NKBN陶瓷的晶粒尺寸降低,当x=0.020时,样品的压电和铁电性能均达到最佳:d33=21.8pC/N2Pr=1.84μC/cm。(d33为压电常数,Pr为剩余极化强度)所有样品在400℃均未出现明显的退极化现象,在高温下表现出良好的压电稳定性。在980 nm激光激发下,所有陶瓷样品均表现出上转换荧光发光特性,表明NKBN–x Ho^3+陶瓷在光电多功能材料领域具有潜在的应用价值。随着极化电压的增加,陶瓷样品的晶格结构对称性提高,上转换荧光发光强度降低。

关键词：铋层状结构压电性能退极化上转换发光

Zn_2SiO_4结晶釉的粒度尺寸参数与热分析

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中国陶瓷 2016年第9期52卷 50-55页

作者：张颁潮江向平李小红江兴安景德镇陶瓷大学材料科学与工程学院江西省先进陶瓷材料重点实验室景德镇333001

以钠长石、高岭土、石英、石灰石和煅烧的氧化锌为主要原料,Zn O为晶核剂控温烧结Zn_2Si O_4结晶釉。利用EDS能谱仪对样品的组成含量进行分析,激光粒度分析仪测试浆料粒径,差热分析仪(DTA/TG)测定样品在热反应时的特征温度和吸收或放出... 详细信息

以钠长石、高岭土、石英、石灰石和煅烧的氧化锌为主要原料,Zn O为晶核剂控温烧结Zn_2Si O_4结晶釉。利用EDS能谱仪对样品的组成含量进行分析,激光粒度分析仪测试浆料粒径,差热分析仪(DTA/TG)测定样品在热反应时的特征温度和吸收或放出的热量,采用kissinger法对釉中的Zn_2Si O_4结晶进行热力学分析,探索结晶釉中晶体的生长机理。结果表明:采用过40~60目筛的煅烧氧化锌作为晶核,在1140℃下保温120 min,结晶釉中形成的晶花最大,其晶花面积达到316.54 mm^2。随着釉料加水球磨时间的延长,结晶釉中晶体逐渐增多,且单个晶体逐渐减小。模拟热力学分析,利用不同升温速率下的DTA曲线中出现的硅酸锌的主要结晶峰的峰值温度,拟合Kissinger方程,晶体的活化能为E=245.5 k J/mol。

关键词： Zn2Si O4 结晶釉热力学

Electrical analysis of inter-growth structured Bi_4Ti_3O_(12)-Na_(0.5)Bi_(4.5)Ti_4O_(15) ceramics

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Chinese Physics B 2017年第7期26卷 386-392页

作者：江向平江亚林江兴安陈超涂娜陈云婧 Jiangxi Key Laboratory of Advanced Ceramic Materials Department of Material Science and EngineeringJingdezhen Ceramic Institute

Inter-growth bismuth layer-structured ferroelectrics（BLSFs）, Bi_4Ti_3O_（12）-Na_（0.5）Bi_（4.5）Ti_4O_（15）（BIT-NBT）, were successfully synthesized using the traditional solid-state reaction method. X-ray diffraction（XRD） Rietveld refinements were conducted using GSAS software. Good agreement and low residual are obtained. The XRD diffraction peaks can be well indexed into I2 cm space group. The inter-growth structure was further observed in the high-resolution TEM image. Dielectric and impedance properties were measured and systematically analyzed. At the temperature range 763-923 K（below T_c）, doubly ionized oxygen vacancies（OVs） are localized and the short-range hopping leads to the relaxation processes with an activation energy of 0.79-1.01 eV. Above T_c, the doubly charged OVs are delocalized and become free ones, which contribute to the long-range dc conduction. The reduction in relaxation species gives rise to a higher relaxation activation energy ~ 1.6 eV.

关键词： Bi4Ti3O12-Na0.5Bi4.5Ti4O15 impedance spectroscopy oxygen vacancies-related defect dipoles electrical analysis

Ce掺杂CaBi8Ti7O27共生铋层状铁电陶瓷的结构与电学性能

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硅酸盐学报 2018年第9期46卷 1203-1209页

作者：樊刚江向平江福兰陈超涂娜陈云婧舒凯征杜克亿江兴安江西省先进陶瓷材料重点实验室景德镇陶瓷大学材料科学与工程学院

采用固相法制备了CaBi8Ti7O（27–x） Ce（CBT–BIT–x Ce,x=0.00,0.02,0.04,0.06,0.08,0.10）共生铋层状结构陶瓷。利用X射线衍射、高分辨率透射电子显微镜、Raman光谱、介电谱、阻抗谱对其结构和电学性能进行表征。Ce主要是以Ce3＋的... 详细信息

采用固相法制备了CaBi8Ti7O（27–x） Ce（CBT–BIT–x Ce,x=0.00,0.02,0.04,0.06,0.08,0.10）共生铋层状结构陶瓷。利用X射线衍射、高分辨率透射电子显微镜、Raman光谱、介电谱、阻抗谱对其结构和电学性能进行表征。Ce主要是以Ce3＋的形式占据类钙钛矿层的A位,也存在少量Ce4＋进入B位。Ce掺杂导致陶瓷晶格畸变增加从而提升了Curie温度。在高温区域陶瓷的晶粒对电传导起主要作用,Ce掺杂使陶瓷电导活化能增加是因为氧空位浓度的减少,进而导致介电损耗tanδ减小和压电常数d（33）的提升。CBT–BIT–0.06Ce陶瓷样品具有最佳电性能：Tc=746℃,d（33）=22 pC/N,tanδ=0.40%。

关键词：铈共生铋层状结构掺杂电学性能

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组分对硅酸锌结晶釉的影响

中国陶瓷 2016年第2期52卷 57-61页

作者：张颁潮江向平徐新民江兴安景德镇陶瓷学院材料科学与工程学院江西省先进陶瓷材料重点实验室景德镇333001

以石英、钠长石、高岭土、石灰石、煅烧氧化锌为主要原料制备硅酸锌结晶釉。主要研究ZnO与Co对结晶釉的影响。利用X射线衍射仪(XRD)分析样品物相,扫描电镜(SEM)观察样品形貌,白度色差计测量釉料色度。实验结果表明:ZnO含量为24 wt%时,... 详细信息

以石英、钠长石、高岭土、石灰石、煅烧氧化锌为主要原料制备硅酸锌结晶釉。主要研究ZnO与Co对结晶釉的影响。利用X射线衍射仪(XRD)分析样品物相,扫描电镜(SEM)观察样品形貌,白度色差计测量釉料色度。实验结果表明:ZnO含量为24 wt%时,硅酸锌结晶釉中形成的晶花最大;Co^(2+)会置换Zn_2SiO_4结晶釉中Zn^(2+),并且随着Co含量的增加,白度色度仪的b*值一直在减小,当Co_2O_3含量为7 wt%时,蓝色最深,着色能力最强。当Co_2O_3的含达到9 wt%时,釉面出现紫红色晶体。

关键词：组分 Zn2SiO4 结晶釉 Co2O3

Enhanced domain wall conductivity in photosensitive ferroelectrics Sn_(2)P_(2)S_(6) with full-visible-spectrum absorption

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Science China Materials 2022年第4期65卷 1049-1056页

作者： Jianming Deng Xing’an Jiang Yanyu Liu Wei Zhao Gang Tang Yun Li Sheng Xu Jinchen Wang Cheng Zhu Meixia Wu Jing Wang Zishuo Yao Qi Chen Xiaolei Wang Tian-Long Xia Xueyun Wang Jiawang Hong School of Aerospace Engineering Beijing Institute of TechnologyBeijing100081China School of Chemistry and Chemical Engineering Beijing Institute of TechnologyBeijing100081China Department of Physics and Beijing Key Laboratory of Opto-electronic Functional Materials&Micro-nano Devices Renmin University of ChinaBeijing100872China Beijing Key Laboratory of Nanophotonics and Ultrafine Optoelectronic Systems School of Materials Science&EngineeringBeijing Institute of TechnologyBeijing100081China Key Laboratory of Bioinorganic and Synthetic Chemistry of Ministry of Education School of ChemistrySun Yat-Sen UniversityGuangzhou510275China Advanced Research Institute of Multidisciplinary Science Beijing Institute of TechnologyBeijing100081China College of Physics and Optoelectronics Faculty of ScienceBeijing University of TechnologyBeijing100124China

Recent optical stimulation suggests a vital non-contact pathway to manipulate both macroscopic and microscopic ferroelectric properties and paves the foundation for optoelectronics ***,up to date,most optical-related manipulation of ferroelectric properties is restricted due to their intrinsic bandgap and limited visible light spectrum ***,we reveal non-oxide Sn_(2)P_(2)S_(6) single crystal possesses full-visible-spectrum absorption(from 300 to 800 nm)with a unique disproportionation mechanism of photoexcited Sn ions and Urbach tail,which is not contradicting to the intrinsic band ***,we observed the existence of conductive domain walls(c-DW)and the light illumination induced significant enhancement of the domain wall conductivity caused by such disproportionation *** addition,the domains separated by c-DW also exhibited noticeable electrical conductivity difference in the presence of optical illumination owing to the interfacial polarization charge with opposite *** result provides a novel opportunity for understanding the electrical conductivity behavior of the domains and domain walls in ferroelectrics with full-visible-spectrum absorption and achieving greatly enhanced performances for optoelectronics.

关键词： Sn_(2)P_(2)S_(6) ferroelectricity conductive domain walls full-visible-spectrum absorption