(Mg,Cr)共摻LaFeO3基復合粉體的能帶結構及其熱輻射性能
關鍵詞：鐵酸鑭 摻雜 紅外發射率 禁帶寬度
摘要：采用高溫固相燒結法在1300℃反應2 h成功制備出鈣鈦礦型LaFe0.75Cr0.25O3和La0.75Mg0.25Fe0.75-Cr0.25O3粉體材料。通過XRD、FT-IR、SEM、XPS和Upward IntegratIRTM等對材料的物相結構和近中紅外波段的發射性能進行分析表征,并應用第一性原理計算分析了其電子結構,研究影響發射率的理論機制。研究表明,粉體在1~5μm波段的發射率都出現上升,但Cr單摻試樣的吸收率增幅不大,而Mg-Cr共摻粉體增幅較大,在近紅外波區的吸收率在0.9以上。究其原因在于,Cr單摻后晶體發生畸變,但不增加自由載流子的濃度,Mg-Cr共摻后畸變加劇且生成較多氧空位和小極化子,強化了自由載流子的吸收。Cr3d軌道與O 2p所形成的雜化能級和在近費米能級導帶區的Cr3d軌道造成了粉體禁帶寬度變窄,Mg雖然未直接作用于帶隙值,但間接改變了B位元素的形態,產生了更多的小極化子,因此與LaFeO3禁帶寬度值(3.817 eV)相比,Mg-Cr共摻(0.109 eV)減小幅度最大,Cr單摻(2.406 eV)次之。
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