关键词：铁酸镧 掺杂 红外发射率 禁带宽度 

摘要：采用高温固相烧结法在1300℃反应2 h成功制备出钙钛矿型LaFe0.75Cr0.25O3和La0.75Mg0.25Fe0.75-Cr0.25O3粉体材料。通过XRD、FT-IR、SEM、XPS和Upward IntegratIRTM等对材料的物相结构和近中红外波段的发射性能进行分析表征,并应用第一性原理计算分析了其电子结构,研究影响发射率的理论机制。研究表明,粉体在1~5μm波段的发射率都出现上升,但Cr单掺试样的吸收率增幅不大,而Mg-Cr共掺粉体增幅较大,在近红外波区的吸收率在0.9以上。究其原因在于,Cr单掺后晶体发生畸变,但不增加自由载流子的浓度,Mg-Cr共掺后畸变加剧且生成较多氧空位和小极化子,强化了自由载流子的吸收。Cr3d轨道与O 2p所形成的杂化能级和在近费米能级导带区的Cr3d轨道造成了粉体禁带宽度变窄,Mg虽然未直接作用于带隙值,但间接改变了B位元素的形态,产生了更多的小极化子,因此与LaFeO3禁带宽度值(3.817 eV)相比,Mg-Cr共掺(0.109 eV)减小幅度最大,Cr单掺(2.406 eV)次之。

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