缺陷离子调控对BiFeO3-BaTiO3基钙钛矿材料的铁电光伏特性影响

朱立峰; 潘文远; 谢燕; 张波萍; 尹阳; 赵高磊

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cqvip:BiFeO3-BaTiO3铁电材料具有优异的压电和铁电性能,近年来受到广泛的关注.该材料既保持了BiFeO3体系高的自发极化强度Ps的优点,也克服了BiFeO3体系难以合成纯钙钛矿相等缺点,被认为是非常有前景的铁电、压电以及光伏材料.本文采取传统固相法制备了Bi(Fe0.96Mg0.02– xTi0.02+x)O3-0.3BaTiO3铁电陶瓷,并揭示了Mg^2+/Ti4^+比例的变化对该陶瓷样品的铁电和压电以及光电性能的影响.由于Ti4+取代Mg^2+产生电子,导致陶瓷样品的导电性能增加,压电和铁电性能出现恶化,其压电系数d33从x=0的195 pC/N下降至x=0.02时的27 pC/N.与之相反的是,Ti4^+取代Mg^2+扩宽了陶瓷样品的光吸收范围,使陶瓷样品的禁带宽度由x=0的1.954 eV下降至x=0.02时的1.800 eV.由于偶极子翻转构建的内偏电场和禁带宽度的降低等方面的相互作用,陶瓷样品的光电流密度J由x=0时的3.71 nA/cm^2增加至x=0.02时的32.45 nA/cm^2.

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来源
《物理学报》 |2019年第21期|271-279|共9页
作者
朱立峰; 潘文远; 谢燕; 张波萍; 尹阳; 赵高磊;
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作者单位

北京科技大学材料科学与工程学院北京100083;

中国科学院声学研究所北京100190;

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正文语种 chi
中图分类
关键词
铁酸铋; 铁电材料; 光伏特性; 钙钛矿结构;

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