稀土Er/Nb共掺Bi4Ti3O12高温铁电陶瓷的上转换发光及电性能

摘要

采用固相法制备Er^3＋掺杂铋层状结构陶瓷Bi4-xErxTi3O12-4％Nb2O5（BITN-xEr,0≤x≤0．25）。研究了不同Er^3＋含量对样品的结构、上转换发光与电性能的影响。XRD表明，所有样品均为正交相铋层状结构，并存在第二相Bi2Ti2O7。Raman光谱表明，Er^3＋取代了类钙钛矿层A位中的Bi^3＋，导致TiO6八面体的结构畸变。在980nm近红外光源激发下，所有掺杂样品均存在2个绿光和1个红光发射峰，当x=0．20时样品荧光强度达到最佳。随着掺杂量X的增加，Curie温度逐渐升高，压电系数（d33）和剩余极化强度（Pr）逐渐下降。当温度升高到〈300℃时，BITN-0．10Er样品仍有较高的压电活性（d22=21pC/N）和较好的热稳定性，表明该材料是一种具有潜在应用价值的多功能材料。