鋱、鏑A位共摻雜鐵酸鉍納米薄膜多鐵特性的研究.pdf

1、瑞士科學(xué)家Schmid在1994年首先提出了多鐵性這一概念，它指的是材料中包含有不少于兩種鐵的基本性能的物質(zhì)，這里的基本性能包括鐵電性（反鐵電性），鐵磁性（反鐵磁性、亞鐵磁性）和鐵彈性。因?yàn)榫邆浯烹?、聲光等良好的性能故在磁傳感、換能器件、信息存儲(chǔ)（磁電隨機(jī)存儲(chǔ)器）、傳感器以及集成電路方面有著天然的優(yōu)勢(shì)因而被用到實(shí)際生活中來(lái)，所以也被越來(lái)越多的學(xué)者關(guān)注。鉍基鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的ABO3型氧化物BiFeO3是為數(shù)不多的一種既在常規(guī)溫度下具有鐵電性(

2、Tc=1103 K)和反鐵磁性(TN=643 K)的材料，在理論上其具有高的飽和鐵電極化，這些特點(diǎn)讓其成為材料界的新寵兒。BiFeO3材料由于其特殊的微觀結(jié)構(gòu)使得其在室溫下磁性不太理想甚至變?nèi)?再者在制備BiFeO3樣品的過(guò)程中由于是高溫?zé)Y(jié)且窗口空間相對(duì)較小，所以在高溫煅燒過(guò)程中Bi3+離子容易揮發(fā)以及Fe3+離子由于缺少氧氣的支持而降為Fe2+離子等因素使得樣品漏電流較大，這樣就導(dǎo)致研究最終測(cè)得的鐵電回線無(wú)法飽和且剩余極化強(qiáng)度也偏低

3、，同樣也阻礙了多鐵材料的應(yīng)用發(fā)展。在這種背景下一些研究者就開(kāi)始嘗試如何能增強(qiáng)材料的鐵電性能和鐵磁性能，經(jīng)過(guò)不懈努力摸索出能不同程度的改善其性能的方法。其中La系稀土離子A位摻雜BiFeO3材料是性價(jià)比較高的方法之一。
　　基于上述內(nèi)容，本課題選取La系元素鋱和鏑對(duì)BiFeO3薄膜分別進(jìn)行A位摻雜及共摻雜，探究其性能是否得到了改善。我們通過(guò)溶膠-凝膠法(Sol-gelmethod)在Pt/Ti/SiO2/Si(100)襯底上分別制備

4、出BiFeO3、Bi0.9Tb0.1FeO3、Bi0.9Dy0.1FeO3以及Bi0.9Dy0.05Tb0.05FeO3納米薄膜(厚度大約300nm)，并對(duì)這四種薄膜進(jìn)行XRD衍射實(shí)驗(yàn)用來(lái)觀察其晶體結(jié)構(gòu)，做SEM掃描實(shí)驗(yàn)?zāi)苡^察期表面形貌，最后用多鐵測(cè)試儀測(cè)試其鐵電性、漏電流及磁性等性能。
　　對(duì)測(cè)試后的結(jié)果分析后發(fā)現(xiàn)，摻雜稀土元素后的Bi0.9Tb0.1FeO3、Bi0.9Dy0.1FeO3以及Bi0.9Dy0.05Tb0.05F