BiFeO3纳米棒的结构与功能优化：Nd3+掺杂对R3c–Pnma相变、磁性和光催化性能的影响

《Dalton Transactions》：Structural and functional enhancements in BiFeO3 nanorods: the effect of Nd3+ doping on R3c–Pnma phase transition, magnetism, and photocatalysis

采用水热法制备钕掺杂铽镧铈氧纳米棒，结构相变（菱方相→正交相）及纳米尺寸效应显著提升光催化活性与磁性，XPS证实掺杂及Fe2+存在，UV-Vis显示可见光吸收增强，红移现象表明能带结构优化，为有机污染物降解提供新材料。

　　

通过水热法成功合成了掺有BiFeO₃和Nd³⁺的BiFeO₃纳米棒。表征结果显示，Nd³⁺的掺杂导致其晶体结构从菱形（R_3c）相转变为正交（Pnma）相。拉曼光谱模式的改变进一步证实了这种结构变化。这些结构变化，加上纳米级的尺寸（直径约为50纳米），显著提升了Nd³⁺掺杂BiFeO₃纳米棒的光催化活性和磁性能。XPS分析确认了Nd³⁺成功掺入BiFeO₃中，并检测到了Fe²⁺离子的存在。此外，紫外-可见光谱显示该材料具有优异的可见光吸收能力，但由于掺杂作用，吸收峰略微红移。我们观察到Nd³⁺–BiFeO₃纳米棒表现出更强的铁磁性，这归因于结构变化破坏了其反铁磁自旋环状排列。Nd³⁺–BiFeO₃纳米棒光催化性能的提升得益于能带弯曲效应以及更高效的电子-空穴（e^?–h⁺）分离能力，这表明它们在降解有机污染物方面具有潜力。