多功能纳米复合ZnO/(Bi,Ln)4Ti3O12发光铁电薄膜的制备及物性耦合研究

我们的前期研究显示，以氧化锌和稀土掺杂钛酸铋铁电材料构成的纳米复合薄膜由于存在有效的能量传递，发光显著增强，且同时呈现良好的铁电性质，使得这类薄膜成为很有希望的新型稀土发光铁电材料。本课题提出进一步开展纳米复合ZnO/(Bi,Ln)4Ti3O12发光铁电薄膜的制备及物性耦合研究，主要内容包括：结合脉冲激光沉积和化学溶液法制备ZnO/(Bi,Ln)4Ti3O12纳米复合薄膜；研究纳米复合薄膜的微结构、界面结构、发光特性和铁电特性；探讨ZnO(纳米棒、纳米颗粒和膜层)的近带边发光和缺陷发光对(Bi,Ln)4Ti3O12中稀土离子发光的影响，揭示其敏化作用及能量传递机理；研究ZnO纳米材料对稀土掺杂钛酸铋薄膜铁电性质的影响，结合Eu3+离子荧光探针建立纳米复合薄膜的结构与发光性质和铁电性质之间的本质联系。本课题将为发展新的稀土发光纳米复合材料体系、拓展多功能铁电材料及光电器件应用提供科学依据。

本项目制备了ZnO/(Bi,Ln)4Ti3O12 纳米复合薄膜，研究了纳米复合薄膜的微结构、界面结构、发光特性和铁电特性，探讨了ZnO(纳米棒、纳米颗粒和膜层)的近带边发光和缺陷发光对(Bi,Ln)4Ti3O12 中稀土离子发光的影响，揭示其敏化作用及能量传递机理；研究ZnO 纳米材料对稀土掺杂钛酸铋薄膜铁电性质的影响，结合Eu3+离子荧光探针建立了纳米复合薄膜的结构与发光性质和铁电性质之间的本质联系。本课题的研究为发展新的稀土发光纳米复合材料体系、拓展多功能铁电材料及光电器件应用奠定了良好的基础。研究结果在Opt. Express，JAP, J. Am. Ceram. Soc.等国际学术刊物上发表论文18篇，已发表论文被PRB、J. Am. Ceram. Soc.、J. Eur. Ceram. Soc.等他引。获授权中国发明专利2项；在国际学术会议上作特邀报告2次。培养博士后1人，博士毕业或在读研究生4人，硕士毕业或在读研究生5人。指导的部分博士生、硕士生已先后获得研究生国家奖学金、中山大学优秀研究生奖学金、中国物理年会最佳张贴报告奖、中国电介质物理学术会议优秀张贴报告奖等奖励。