Nd摻雜BiFeO3粉體的水熱法制備及性能研究

張 軼， 李金浩， 關(guān)曉英， 李 錦（新疆大學(xué)物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，新疆烏魯木齊，830046）

Nd摻雜BiFeO3粉體的水熱法制備及性能研究

張 軼， 李金浩， 關(guān)曉英， 李 錦?
（新疆大學(xué)物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，新疆烏魯木齊，830046）

文章分別用分析純的Fe（NO3）3·9H2O、Bi（NO3）3·5H2O和Nd（NO3）3·6H2O作為鐵源、鉍源和釹源，利用水熱法在KOH濃度為8M，200℃溫度下反應(yīng)24h制備的Nd摻雜Bi1－xNdxFeO3（x＝0.00、0.050、0.075、0.100）粉體。XRD研究表明在Nd的摻雜比例達(dá)到10%時(shí)仍然能夠獲得鈣鈦礦結(jié)構(gòu)BiFeO3，但出現(xiàn)Bi2Fe4O9雜相。SEM結(jié)果表明，隨著Nd摻雜濃度的升高，鐵酸鉍粉體的尺寸變小。紅外光譜研究表明BiFeO3具有鈣鈦礦結(jié)構(gòu)，Nd摻雜導(dǎo)致了晶格畸變。紫外－可見光吸收?qǐng)D譜表明BiFeO3在550－650nm波長(zhǎng)范圍內(nèi)存在一個(gè)較寬的吸收帶。隨著摻雜濃度的增加，BiFeO3的禁帶寬度減小。

鐵酸鉍；水熱法；Nd摻雜

目前對(duì)鐵酸鉍摻雜的制備多種方法，如高溫固相燒結(jié)法［14］，水熱法［15，16］，溶膠凝膠法［17，18］，這些方法各有各的特點(diǎn)。其中水熱法所需的溫度最低，制備的樣品形貌比較均勻，工藝簡(jiǎn)單，制作材料勻稱，成分容易控制等優(yōu)點(diǎn)，在材料制備方面具有很大的優(yōu)勢(shì)。文章選擇摻雜Nd主要是由于稀土金屬元素Nd與Bi的化合價(jià)相同且他們的原子半徑比較相近，比較容易摻雜，這樣能夠很好的填補(bǔ)Bi的揮發(fā)，很好的抑制了氧空位的形成，能很好改良其性能。文章利用水熱法制備了Nd摻雜的BiFeO3粉體，并研究其紫外光吸收性能。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 樣品的制備

儀器：磁力攪拌器、電子分析天平、真空干燥箱、烘箱、反應(yīng)釜。原料分別用分析純的Fe（NO3）3·9H2O、Bi（NO3）3·5H2O和Nd（NO3）3·6H2O作為鐵源、鉍源和釹源，按照一定的化學(xué)計(jì)量（即x＝0、0.05、0.075和0.10）稱取Nd（NO3）3·6H2O、Fe（NO3）3·9H2O和Bi（NO3）3·5H2O并將其分別溶于濃度10%稀硝酸中，放在磁力攪拌器上，進(jìn)行攪拌，使其完全溶解。……