水热法合成BiFeO3纳米晶体开题报告

 2020-02-10 10:02
1.目的及意义(含国内外的研究现状分析)

具有菱面体畸变钙钛矿结构的铁酸铋是目前已知的唯一一种在室温下同时具有铁电性和G型反铁磁性,并且这两种铁性有序之间存在磁性耦合效应的单相多铁性材料。其远高于室温的铁电居里温度(Tc~830℃)和反铁磁奈尔温度(TN~370℃)使得它在存储设备,传感器,卫星通信,光学滤波器和智能设备等领域具有广阔的应用前景。此外,BiFeO3由于其合适的带隙(~2.2 eV)和优异的化学稳定性、无铅无毒的环保特性还可作为一种重要的可见光响应型光催化剂用于水分解和有机污染物的降解。不仅如此,作为拥有良好的载流子传输性能的小带隙铁电体,铁酸铋在吸收可见光的太阳能电池和诸如飞秒激光脉冲等光电器件领域同样具有潜在的应用。因而,具有多种优异性能的铁酸铋材料备受科研人员的瞩目。此外,由于空间几何效应,颗粒材料的形状和尺寸极大地影响着其磁学,电学和光学性质。因此,铁酸铋的制备及其形貌和尺寸的控制便成为近年科研人员研究的重中之重。

近些年来,已有许多铁酸铋纳米材料的制备方法被报道。这些方法总体上可分为固态反应法和湿化学法两大类。然而,由于BiFeO3在高温下的稳定性差,传统的用于合成BiFeO3的固态反应法通常会导致杂质相的生成,例如Bi2Fe4O9,Bi2O3或Bi25FeO40。其次,尽管溶胶 - 凝胶法,共沉淀法,微乳液法,自燃法等属于湿化学法的制备方法相较于固态反应法更为节约资金与能源,但是在这些湿化学法之中,水热反应法更胜一筹。

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