鐵酸鉍基多鐵性材料的制備與電磁性能研究.pdf

1、磁性材料與電子材料得到越來越廣泛的應用，隨著科學技術的迅猛發(fā)展，更迫切的需要器件的小型化、高度集成化以及多功能化。這種實際應用中的需求導致科研人員們開展越來越多的關于集磁性和電性于一身的這類多功能材料的研究。多鐵性材料，它同時擁有多種鐵性，而且各種鐵性之間可以通過相互耦合協同作用，來實現更多維度的序參量之間的調節(jié)，如磁電效應（即材料可以通過改變外磁場大小來調節(jié)電極化強度，或者通過改變外電場大小來調節(jié)磁極化強度），通過各序參量之間的耦合作

2、用把獨立的物理參數磁化強度和電極化強度等可以表征信息的極化矢量緊密地聯系起來，這就為磁電功能材料提供了額外可操控的自由度，有望開發(fā)新型信息存儲功能器件。多鐵性磁電耦合材料在新型功能器件以及信息存儲器件等領域有著廣泛的應用前景。在凝聚態(tài)物理中，多鐵現象本身就是一個值得研究的問題，它對電學、磁學以及強關聯電子體系提出很多挑戰(zhàn)，逐漸成為量子調控領域的熱點研究問題。
　　BiFeO3是同時在室溫以上表現出多鐵性的材料體系，因此從2003年

3、至今得到了廣泛而深入的研究，并成為推動當前多鐵性研究熱潮最主要的材料體系。由于高溫下Bi易揮發(fā)，這會使Fe離子產生變價，導致純相的BiFeO3塊材難以制各，并且存在氧空位等缺陷，樣品表現出較大的漏電流，一般鐵電性能都不理想;另外BiFeO3具有特殊空間調制螺旋結構和傾斜G型反鐵磁序，使其呈現室溫反鐵磁性，這些都嚴重阻礙其潛在的應用。為了解決這些困難，需要對該類材料進行制備方法的優(yōu)化或摻雜改性以期望提高BiFeO3陶瓷的電學和磁學性能。<

4、br>　　本論文針對目前多鐵性材料的研究現狀，以BiFeO3多鐵性材料為基礎、主要從制備方法的改進、材料摻雜取代改性以及引入其他鈣鈦礦結構形成固溶體三個方面開展研究工作，對BiFeO3-BaTiO3固溶體，以及由2BiFeO3-Bi4Ti3O12組成的鉍層狀Aurivillius結構化合物Bi6Fe2Ti3O18兩種材料進行系統的研究，期望增強其鐵電性能并在此基礎上進一步實現室溫鐵電、鐵磁共存。主要研究工作和取得的成果如下:
　　

5、(1)制備了0.67BiFeO3-0.33BaTiO3固溶體，對其結構、微觀形貌、介電、磁性質以及復阻抗等性能進行系統的研究，發(fā)現通過淬火工藝可以有效減小0.67BiFeO3-0.33BaTiO3的漏電流，提高體系的鐵電性能。
　　(2)制備了2BiFeO3-Bi4Ti3O12層狀Aurivillius結構化合物以及Fe位Ni摻雜的樣品，系統研究Ni摻雜量對其結構、微觀形貌、介電、磁等性能的影響。發(fā)現Ni摻雜Bi6Fe2Ti3O1