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ABO3型氧化物BaTiO3(BTO)与BiFeO3(BFO)是很重要的铁电材料和半导体钙钛矿氧化物材料。它在微电子、铁电和光电子领域有广泛的研究和有各种各样的应用,例如阻变存储器与光催化剂。一方面,随着信息技术与计算机科学的不断发展,人们对于存储器的要求也越来越高,然而传统的存储器面临存储速度慢,功耗高、耐久力差等问题已经满足不了人们的实际需求,ABO3型氧化物被认为是下一代电阻随机存储器(RRAM)的有前途的候选人,目前通过调控缺陷去研究电阻转变特性,一直是存储器研究领域的研究的热点。另一方面,近年来,ABO3型氧化物作为一种很有前途的光催化材料,可用于降解有机污染物,如罗丹明、亚甲基蓝、亚甲基橙等。传统的ABO3型氧化物在可见光下表现出较差的光吸收能力和较高的光激发载流子复合速率,目前通过复合贵金属纳米颗粒提高可见光的吸收是该研究领域的热点。本论文重点研究了 ABO3型氧化物钛酸钡与铁酸铋,通过简单的制备工艺制备出了材料,主要研究了 ABO3型氧化物BTO与BFO的阻变及光催化特性。主要研究内容如下:一、通过不同退火温度研究BFO薄膜的阻变特性。化学溶液沉积法在Pt/Ti/SiO2/Si制备了 BFO薄膜,在不同的退火温度下,随着退火温度的上升,阻变窗口逐渐被开启,最终当温度达到650℃时其电阻开关比ON/OFF达到了104。X射线光电子能谱(XPS)与KV反应方程说明了随着退火温度的上升,Fe2+与氧空位的浓度也随之上升,最后导致了电阻开关比的提高。这是因为Fe2+与氧空位共同促进的导电细丝的形成对于阻变窗口的形成起到了至关重要的作用,Fe2+的形成会促使附近的晶格扭曲从而改善了导电性。氧空位浓度的上升增加了导电细丝的数量,Fe2+与氧空位共同导致了 BFO薄膜漏电流的升高,从而改变了 BFO的电阻转变特性。二、不同退火气氛造成BTO表面氧空位浓度变化研究其阻变特性。通过溶胶凝胶以及玻璃棒拉丝法制备出了 BTO微米纤维,之后分别在空气以及氧气的气氛退火。在X射线光电子能谱(XPS)与拉曼光谱(Raman)测试后发现,在氩气中退火的BTO纤维表面氧空位浓度要高于在氧气中退火的BTO纤维表面氧空位浓度。I-V测试显示了在氩气中退火的BTO纤维ON/OFF比值(108)要远远高于在氧气中(104)退火BTO纤维,氧空位浓度的改变使得在高阻态下的电子浓度发生了变化,也就是在高阻态时对于氩气中制备出的BTO纤维表面的电子浓度要高于在空气中制备出的BTO纤维,从而改变了BTO纤维的电阻开关比值(ON/OFF)。三、贵金属纳米颗粒金修饰BTO研究其光催化特性。采用溶胶-凝胶法与不同的退火温度制备了具有立方相和四方相晶体结构的BTO粉体,之后通过油浴回流的方法将金纳米粒子修饰在BTO表面。所有样品均作为光催化剂用于降解罗丹明B(RhB)。载金四方相的BTO纳米粉体具有最高的光催化活性。这是由于表面等离子体共振(SPR)和正方相BTO的铁电性的共同作用,通过紫外可见吸收光谱发现,在500-600 nm处的光吸收峰证实了金纳米颗粒的SPR效应。此外,基于广义梯度近似(GGA)方法中的密度泛函理论(DFC),计算出了四方相BaTiO3具有0.34C/m2的自发极化值,立方相的自发极化值为0,自发极化构成的内部空间电荷层有利于光生载流子的分离,所以四方相的BTO相比立方相的BTO具有更高的光催化活性。