Thin nanocomposite films based on tin dioxide with a low content of zinc oxide (0.5–5mol.%) were obtained by the sol–gel method. The synthesized films are 300–600nm thick and contains pore sizes of 19–29nm. The resulting ZnO–SnO₂ films were comprehensively studied by atomic force and Kelvin probe force microscopy, X-ray diffraction, scanning electron microscopy, and high-resolution X-ray photoelectron spectroscopy spectra. The photoconductivity parameters on exposure to light with a wavelength of 470nm were also studied. The study of the photosensitivity kinetics of ZnO–SnO₂ films showed that the film with the Zn:Sn ratio equal to 0.5:99.5 has the minimum value of the charge carrier generation time constant. Measurements of the activation energy of the conductivity, potential barrier, and surface potential of ZnO–SnO₂ films showed that these parameters have maxima at ZnO concentrations of 0.5mol.% and 1mol.%. Films with 1mol.% ZnO exhibit high response values when exposed to 5–50ppm of nitrogen dioxide at operating temperatures of 200∘C and 250∘C.

采用溶胶-凝胶法制备出掺杂不同Dy3+浓度的系列Gd2MgTiO6(GMT)白色荧光粉。通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、荧光光谱仪对GMT∶xDy3+(x=0.01、0.03、0.05、0.07、0.09、0.11)样品进行表征。研究结果表明: 所制备的系列荧光粉的结构均为单斜晶系, Dy3+成功掺入GMT基质的同时不影响原晶体结构; 样品晶粒尺寸在微米量级。在351 nm的近紫外光激发下, 样品在483和578 nm处分别显示了极强的蓝光和黄光, 其中蓝光归因于Dy3+的4F9/2→6H15/2的能级跃迁, 黄光归因于Dy3+的4F9/2→6H13/2能级跃迁; 随着Dy3+浓度的不断增加, 出现明显的浓度猝灭现象, 其机理归因于电偶极子-电偶极子相互作用。当x=0.05时, 此时CIE坐标为(0.324 71, 0.359 74), 与标准白光的CIE坐标(0.33, 0.33)较为接近, 表明GMT∶Dy3+是一种具有潜在应用价值的单一基质白色荧光粉。

Dielectric capacitors are receiving increasing attention due to the high-power density and fast charge–discharge speed. However, defects are inevitably induced during the preparation process and then weaken the breakdown strength, thereby limiting their energy density. The phenomenon gives rise to self-healing technology. The discovery of sol–gel-derived aluminum oxide with electrolysis and dielectric dual-characteristic provides a novel, simple and cost-effective self-healing method to heal defects and enhance energy density. In this paper, we systematically reviewed the current self-healing technologies and the important progress of electrolysis and dielectric co-existence dielectrics. Finally, we outlook the electrolysis and dielectric co-existence dielectrics and potential challenge.

采用溶胶-凝胶法合成了一系列橙红色发光的Y2-2xMgTiO6∶2xSm3+(YMT∶2xSm3+，0≤x≤0.11)荧光粉。通过粉末X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜 (SEM)、光致发光激发和发射光谱对样品进行了表征分析。结果表明，所制备的YMT∶Sm3+样品为纯相，无任何杂质; 荧光粉颗粒尺寸为2~3μm，分散性较好且无明显团聚。在407nm的近紫外光激发下，样品的发射光谱在500~700nm波长范围内存在三个显著的发射峰，分别是603nm(4G5/2→6H7/2)和650nm(4G5/2→6H9/2)处较强的红光，以及566nm(4G5/2→6H5/2)处较弱的绿光。Sm3+离子的最佳掺杂浓度为5mol%，理论计算出Sm3+离子的临界转移距离为1.619nm。当Sm3+浓度超过5mol%时，出现明显的浓度猝灭效应，该效应归因于Sm3+离子之间电四极子-电四极子(q-q)相互作用。YMT∶Sm3+荧光粉的CIE色度坐标位于橙红光区域，是一种具有潜在应用价值的白光LED用红色荧光粉。

本文以正硅酸乙酯(TEOS)为原料，在以氨水为催化剂的碱体系中，采用溶胶-凝胶法制备了二氧化硅溶胶。通过SEM-EDS、XRD、热重分析、激光粒度分析、Zeta电位等分析手段，研究了氨水的加入量对二氧化硅溶胶粒径以及稳定性的影响。研究结果表明，当pH值在11~12、氨水与TEOS的摩尔比R(n(NH3·H2O)∶n(TEOS))在1~10时，随着R值的增大，二氧化硅溶胶平均粒径y与R值x呈指数相关趋势，其拟合函数为y=2.22x1.79，相关性为0.96，粒径从10.17 nm (R=1)增加到142.48 nm (R=10)，且胶粒的粒径分布半高宽从9.89 nm (R=1)增加到171.61 nm (R=10)。二氧化硅溶胶的稳定性则与氨水的加入量呈下抛物线趋势，其凝胶时间从684 h (R=1)下降到28 h (R=5)，再上升到780 h (R=10)。

通过溶胶-凝胶法制备出一系列Dy3+掺杂的Y2MgTiO6(YMT∶Dy3+)荧光粉, 并利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、荧光光谱仪对荧光粉的晶体结构、微观形貌及发光性质进行研究和分析。研究结果显示, YMT∶Dy3+荧光粉为双钙钛矿结构, Dy3+掺杂不改变样品的晶体结构。在近紫外光(352 nm)的激发下, 样品的发射光谱显示出典型的Dy3+特征发射峰, 分别是485 nm处的蓝光、578 nm处的黄光, 以及650~700 nm的红光。当Dy3+摩尔浓度x=0.03时, 荧光粉出现浓度猝灭效应, 其浓度猝灭机制为电偶极子-电偶极子相互作用(d-d)。YMT∶Dy3+荧光粉的CIE色坐标明显受到Dy3+的浓度影响, 其中YMT∶0.02Dy3+荧光粉的CIE色坐标为(0.406, 0.407), 位于暖白光区, 可作为一种暖白光荧光粉应用于近紫外激发白光发光二极管(w-LEDs)。

采用溶胶-凝胶法在Pt/Ti/SiO2/Si衬底上成功制备了BiFe1-xZnxO3(BFZO)(x=0、2%、4%、6%)(摩尔分数)薄膜, 并系统研究了Zn掺杂对BiFeO3(BFO)薄膜结构、表面形貌、漏电流密度、铁电及铁磁性能的影响。XRD图谱显示, 所有样品均为钙钛矿结构, 无其他杂质相引入。扫描电子显微镜(SEM)测试表明, 当Zn掺杂量(x)为4%时, BFZO薄膜表现出均匀的细晶粒和更高的密度, 有助于改善漏电流密度。漏电流密度曲线表明, 在300 kV/cm的电场下, BiFe0.96Zn0.04O3薄膜的漏电流密度(J)最低为1.56×10-6 A/cm2, 比纯BFO薄膜的低3个数量级。同时, BiFe0.96Zn0.04O3薄膜在室温下表现出较大的剩余极化(2Pr=20.91 μC/cm2), 是BFO(2Pr=4.96 μC/cm2)的4倍多。此外, Zn掺杂也增强了BFO薄膜的铁磁性能, 随着Zn掺杂浓度的提高, BFZO薄膜的饱和磁化强度显著增强, 使BiFeO3薄膜在信息存储方面存在潜在的应用价值。

采用溶胶-凝胶旋涂法(Sol-Gel Spin-Coating Method)制备了Al掺杂量为3.00at%, N掺杂量分别为6.00at%, 7.00at%, 8.00at%和9.00at%的Al/N共掺杂TiO2薄膜样品。对样品测试的结果表明, 共掺杂样品依旧保留了TiO2的基本结构, 并且Al/N共掺杂样品的晶粒尺寸有不同程度的减小, 使样品表面得以修饰, 变得更加均匀、平整。共掺杂样品吸收边都出现了不同程度的红移, 在紫外光区以及可见光区的吸光性都有所增强。N掺杂量为7.00at%时, (101)衍射峰值最大, 峰型最尖锐, 所得到的TiO2薄膜的光学性能最好。共掺杂后的样品与本征TiO2相比带隙值都有所减小, 且最小值为2.873eV。以上结果表明Al/N共掺杂TiO2薄膜使其光学性能得到了改善。

分别采用高温固相法和溶胶凝胶法合成了LiMgPO4和LiMgPO4∶Dy，通过热重-差热热分析仪、X射线衍射仪、傅里叶红外光谱仪、场发射高倍扫描电镜、紫外可见分光光度计和荧光分光光度计研究了不同合成方法对LiMgPO4∶Dy晶体结构、形貌和发光性能的影响。结果表明，溶胶凝胶法的最低合成温度为750 ℃且晶体中几乎不存在其他晶相，而高温固相法在950 ℃合成的晶体中仍然存在少量Mg3(PO4)2晶相；相比于高温固相法，溶胶凝胶法合成的样品形貌比较规则；两种方法合成的样品在可见光区域光吸收能力差，而在紫外区域高温固相法合成的样品光吸收能力明显较高；高温固相法合成的LiMgPO4∶Dy光学带隙范围为3.76~3.93 eV，溶胶凝胶法合成的LiMgPO4∶Dy光学带隙范围为3.85~3.94 eV，合成方法对样品的光学带隙影响较小。LiMgPO4∶Dy的最佳激发波长为350 nm，最强发射峰位于579 nm处，相比于高温固相法，溶胶凝胶法合成样品的发光强度更好。