金掺杂(Bi,Nd)4Ti3O12薄膜的铁电与光吸收特性研究

"这篇论文详细探讨了通过溶胶-凝胶法制备的金掺杂(Bi,Nd)4Ti3O12薄膜的铁电和光吸收特性。研究团队在石英玻璃和镀铂硅衬底上成功制备了这些薄膜，并对它们的微观结构、铁电性能以及光吸收特性进行了深入分析。薄膜呈现出层状钙钛矿结构，表面平滑致密，金以金属相存在于薄膜中。实验观察到了具有1.6%摩尔比分散金的薄膜的清晰极化-电场滞回曲线，以及由于金纳米颗粒表面等离子体共振产生的约630nm处的明显吸收峰。这些发现表明，金掺杂的(Bi,Nd)4Ti3O12薄膜可能在基于铁电的光电子设备中有潜在的应用价值。" 这篇论文的核心知识点包括： 1. **薄膜制备方法**：使用溶胶-凝胶法制备金掺杂(Bi,Nd)4Ti3O12薄膜。这是一种常见的无机材料薄膜制备技术，通过溶液的聚合、胶体化和热处理过程，使金属氧化物前驱体转化为均匀的薄膜。 2. **薄膜结构**：薄膜结晶成层状钙钛矿结构，这种结构在铁电材料中常见，对于铁电性能至关重要。薄膜表面的平滑度和致密度直接影响其电学和光学性能。 3. **金的引入**：金在薄膜中以金属相存在，这可能涉及到金纳米颗粒的形成。金纳米颗粒在某些条件下可以产生表面等离子体共振效应，影响薄膜的光学特性。 4. **铁电性能**：金掺杂并未显著破坏(Bi,Nd)4Ti3O12的铁电性质，测量到的1.6%摩尔比的薄膜展示了良好的极化-电场滞回曲线，这是铁电材料的基本特征，证明了其在铁电存储和传感器等应用中的潜力。 5. **光吸收特性**：观察到一个明显的吸收峰在630nm，这归因于金纳米颗粒的表面等离子体共振。这种现象在光电子器件如太阳能电池、光电探测器和光通信中是重要的光学效应。 6. **潜在应用**：由于其铁电性和独特的光吸收特性，金掺杂的(Bi,Nd)4Ti3O12薄膜可能适用于开发新的光电子器件，例如光开关、光存储和光电转换器件等。 这项研究揭示了金掺杂对(Bi,Nd)4Ti3O12薄膜性能的影响，特别是在铁电和光学领域，为未来的多功能铁电光电子材料设计提供了新思路。