关于Sr3CuZr4O12陶瓷的结构、介电、电学和光学特性的研究，及其在光伏应用中的潜力

《PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES INDIA SECTION A-PHYSICAL SCIENCES》：Studies of Structural, Dielectric, Electrical, and Optical Properties of Sr3CuZr4O12 Ceramic for Photovoltaic Applications

Sr3CuZr4O12陶瓷通过固相反应制备，XRD证实其正交晶系结构（晶粒尺寸87.8nm，晶格应变0.00135）。UV可见光谱显示629nm处可见光吸收强，带隙1.98eV适合光伏应用。阻抗谱表明NTCR特性，P-E环揭示铁电性，拉曼光谱证实元素组成。

　　

摘要

本文报道了锶铜锆酸盐（Sr₃CuZr₄O₁₂, SCZO）陶瓷的合成（固态反应）及其性能表征。XRD分析表明该材料具有正交晶体结构，平均晶粒尺寸为87.8纳米，晶格应变率为0.00135。拉曼光谱分析确认了所有组成元素的存在。紫外-可见光谱显示该材料在629纳米波长处具有较高的可见光吸收能力，带隙能量为1.98电子伏特，这使其适用于光伏应用。介电研究揭示了材料的Maxwell-Wanger型介电色散特性。阻抗谱分析支持其负温度系数电阻（NTCR）特性。模量研究表明，在低频下电荷载流子具有短程迁移性，而氧空位、缺陷和杂质可能导致高频下电荷载流子的长程迁移性。通过频率依赖的激活能增加，证实了材料存在热激活松弛过程。奈奎斯特图中的半圆形弧线表明该材料具有半导体特性，这为其在自旋电子学和储能器件中的应用提供了可能性。极化-电场（P-E）环的研究表明该样品可能具有铁电性质。创新点：本文首次报道了Sr₃CuZr₄O₁₂陶瓷的合成（固态反应）及其性能表征（包括XRD、拉曼光谱、紫外光谱、LCR和PE测试）。该材料具有正交晶体结构，平均晶粒尺寸为87.8纳米，晶格应变率为0.00135。紫外-可见光谱分析得到的1.98电子伏特带隙能量非常适合光伏应用。阻抗谱分析证实了其NTCR行为，而极化-电场环研究则表明其具有铁电性质。

本文报道了锶铜锆酸盐（Sr₃CuZr₄O₁₂, SCZO）陶瓷的合成（固态反应）及其性能表征。XRD分析显示该材料具有正交晶体结构，平均晶粒尺寸为87.8纳米，晶格应变率为0.00135。拉曼光谱分析确认了所有组成元素的存在。紫外-可见光谱显示该材料在629纳米波长处具有较高的可见光吸收能力，带隙能量为1.98电子伏特，这使其适用于光伏应用。介电研究揭示了材料的Maxwell-Wanger型介电色散特性。阻抗谱分析支持其负温度系数电阻（NTCR）特性。模量研究表明，在低频下电荷载流子具有短程迁移性，而氧空位、缺陷和杂质可能导致高频下电荷载流子的长程迁移性。通过频率依赖的激活能增加，证实了材料存在热激活松弛过程。奈奎斯特图中的半圆形弧线表明该材料具有半导体特性，这为其在自旋电子学和储能器件中的应用提供了可能性。极化-电场（P-E）环的研究表明该样品可能具有铁电性质。创新点：本文首次报道了Sr₃CuZr₄O₁₂陶瓷的合成（固态反应）及其性能表征（包括XRD、拉曼光谱、紫外光谱、LCR和PE测试）。该材料具有正交晶体结构，平均晶粒尺寸为87.8纳米，晶格应变率为0.00135。紫外-可见光谱分析得到的1.98电子伏特带隙能量非常适合光伏应用。阻抗谱分析证实了其NTCR行为，而极化-电场环研究则表明其具有铁电性质。