《錳系層狀鈣鈦礦複合氧化物設計、製備及磁性能》是依託天津理工大學，由別利劍擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：錳系層狀鈣鈦礦複合氧化物設計、製備及磁性能
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：別利劍
- 依託單位：天津理工大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
項目將按照結構化學原理，設計B位離子由鉻、釕、鐵、鈷或鎳等過渡金屬離子取代的含錳六方層狀鈣鈦礦化合物，探索合成B位MO6八面體共頂點連線六方層狀鈣鈦礦可能性，通過固相反應或溶劑熱等方法合成化合物純相，研究其磁相關性能，揭示其結構與磁性能之間關係。在前期工作中我們已合成An+1MnnO3n+3(A2O)化合物系列中的3個化合物，但其中組成六方鈣鈦礦層的MO6八面體均共面連線，本項目將探索合成共頂點連線MO6八面體構成的六方層狀鈣鈦礦化合物，因為共頂點連線過渡金屬八面體可能發生長程磁相互作用，表現出磁阻等磁相關獨特物理性質。在目標化合物中，六方鈣鈦礦層被類石墨結構層分隔，可能作為一種研究六方鈣鈦礦層內金屬離子磁相互作用的理想模型，對理解六方鈣鈦礦層中過渡金屬離子的磁相互作用具有重要意義。本項目還將探索解理所合成四方或六方層狀鈣鈦礦層狀結構的方法，研究新型複合層片材料製備及磁、電性能。
結題摘要
由於鈣鈦礦ABO3結構中A位和B位離子大小和價態可以在一定程度上變化，使得鈣鈦礦結構化合物表現出豐富的物理性質，如巨磁阻性、介電、鐵電性和多鐵電性等。除簡單ABO3鈣鈦礦外，鈣鈦礦結構還可與很多其他結構單元按一定方式形成多種化合物系列，如Ruddlesden-Popper化合物、有序缺陷結構Brownmillerite等。 通式為An+1MnnO3n+3(A2O) 的六方層狀鈣鈦礦化合物系列為新型結構研究探索了一個新方向。按照結構化學原理，設計其它B位離子取代的六方結構複合氧化物，通過固相反應或溶劑熱等溶液方法合成化合物純相，研究其磁電相關性能，揭示結構與電、磁性能之間關係就是一個很有意義的工作。 項目研究了六方層狀An+1MnnO3n+3(A2O)系列複合氧化物固相合成過程中B位離子取代情況。組成為La4Ba2.6Ca2.4Mn4O19的化合物的錳僅可被銅或鈷離子取代原子比5%以下，難以用鐵或鎳離子取代。熔鹽法、水熱及溶劑熱法合成實驗發現熔鹽法可有效合成La2Ca2MnO7化合物，但不能合成組成和結構相對複雜的La4Ba2.6Ca2.4Mn4O19化合物。目前得到的含錳六方層狀鈣鈦礦結構類似於介穩結構，需要在特定條件下才能形成。 項目發現含鉭鈣鈦礦層狀化合物K(K1.5Eu0.5)Ta3O10在微波水熱作用下具有良好解理性，為層狀結構解理探索可行的解理方法。利用該化合物製備的濕敏感測器件表現了良好的濕敏線性回響，回響和恢復時間僅為6 s和 2 s，且濕滯僅為7% RH，表明其為良好的濕敏材料。 項目針對紅光發光材料微觀結構與性能關係，系統研究La4Ti9O24:Eu3+、NaLa1-xTi2O6:xEu3+鈣鈦礦化合物合成，製備了可用藍光LED激發的鈣鈦礦結構La4Ti9O24:Eu3+化合物，所合成化合物具有良好紅光發光性能，還從微觀結構角度把結構變化與巨觀發光機制聯繫到一起，揭示了發光本質相關性。 項目研究了六方結構複合氧化物微結構構築，合成了La2O3與花狀ZnO複合氧化物多級結構以及花狀p-CuO/n-ZnO納米棒異質結微結構，該結構具有良好氣敏性能，其對1 ppm濃度乙醇靈敏度可達到9.68，為新型高靈敏氣體探測做了有益探索。
