掺入Eu的钛酸钡纳米晶陶瓷材料制备与电子结构特征

摘要

以Eu2O3、TiO2和BaCO3为原材料,在高温高压的极端条件下(4.0 GPa,1 090℃)采用固相反应法制备了结构均匀的新陶瓷材料Ba1-xEuxTiO3(x=0.1～0.4),样品显示灰黑色.当x增加到0.5时,出现ABO3型钙钛矿相和Eu2Ti2O7焦绿石相共存.X射线衍射图样显示Eu离子对A位Ba离子的均匀替代,并随着Eu含量的增加,结构向高对称性转变.通过对X射线衍射数据计算,表明材料结晶在平均粒度为几十纳米的数量级.X射线电子能谱(XPS)分析说明:在高压的作用下,Eu3+离子部分被还原,在晶体结构中以Eu3+离子(4f6)和亚稳态Eu2+离子(4f7终态构形)稳定共存.同时在样品表面存在大量的吸附氧.Ba1-xEuxTiO3材料的电中性由亚稳态Eu2+离子和吸附氧(O-)共同补偿.