2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、本文采用傳統(tǒng)固相燒結(jié)法研究了BiFeO3(BFO)與Sr1-xLaxFe12-yCoyO19(x、y=0~0.3)靶材的制備工藝。使用 FJL560B4型射頻磁控濺射設(shè)備分別制備了 BFO和Sr1-xLaxFe12-yCoyO19單層膜以及BiFeO3-Sr1-xLaxFe12-yCoyO19的疊層式復(fù)合薄膜。利用X射線衍射、掃描電子顯微鏡研究了靶材與薄膜的結(jié)構(gòu)和顯微組織;利用震動(dòng)樣品磁強(qiáng)計(jì)、鐵電測試儀、I-V曲線測試儀、磁電耦合測試儀

2、研究了單層膜與復(fù)合膜的磁性能、電性能以及磁電耦合性能的變化。并討論了La/ Co摻雜對薄膜微結(jié)構(gòu)與磁電性能的影響。主要結(jié)論如下:
  X射線衍射分析結(jié)果表明:靶材的制備中,在Bi過量點(diǎn)為4 at.%,燒結(jié)條件為850℃燒結(jié)20min可以得到單一的BFO相組成的靶材;在燒結(jié)條件為1250℃燒結(jié)2h,可以得到單一的SrFe12O19(SFO)相組成的靶材,且當(dāng)燒結(jié)溫度超過1290℃時(shí),會(huì)出現(xiàn)晶粒擇優(yōu)取向的現(xiàn)象;對于La摻雜SFO靶材,

3、隨著摻雜量的增加XRD衍射峰會(huì)整體向高角度偏移;對于Co摻雜SFO靶材,當(dāng)Co含量超過30 at.%時(shí)會(huì)形成Sr2CoFeO5雜相;薄膜的制備中,在濺射條件為濺射氣壓1.5Pa、氧氬比30:10、濺射功率80-120W、濺射時(shí)間大于等于1h,并在空氣中550℃退火20-30min時(shí)可以得到單一的BFO相組成的薄膜;在濺射條件為濺射氣壓1.0Pa、氧氬比2.5:100、濺射功率100-120W、濺射時(shí)間大于等于1h,并在空氣中850℃退火

4、1-2h時(shí)可以得到單一的SFO相組成的靶材。
  掃描電子顯微分析結(jié)果表明:在摻La的SFO薄膜中,隨著摻雜量的增加,晶粒變得細(xì)小,晶粒形態(tài)先從粗大條狀變成色澤暗淡的小尺寸塊狀,然后小尺寸塊狀進(jìn)一步團(tuán)聚成大尺寸塊狀晶粒;在摻Co的SFO薄膜中隨著摻雜量的增加,晶粒由長條狀變成針狀組織,然后晶粒細(xì)化,針狀組織逐漸消失,并逐漸恢復(fù)至呈條狀,最后晶粒進(jìn)一步細(xì)化,變得小而圓潤;La、Co共摻的SFO薄膜中同時(shí)含有Co含量較多的細(xì)長組織和L

5、a含量較多的混沌狀區(qū)域,La、Co的引入會(huì)改變SFO的生長條件,導(dǎo)致了晶粒形貌的變化和晶粒擇優(yōu)生長。
  磁性能測試分析表明:BFO單層膜在室溫下的磁滯回線表現(xiàn)出反鐵磁性且在低磁場中呈弱的鐵磁性,其矯頑力約為84Oe;純SFO單層膜為亞鐵磁性,室溫下矯頑力為4444Oe;La摻雜SFO單層膜時(shí)矯頑力總體呈減小態(tài)勢,最小矯頑力只有2799Oe;Co摻雜SFO單層膜時(shí)磁性能總體呈減小趨勢,剩磁比最大為0.7;La、Co共同摻雜SFO單

6、層膜在摻入量為30 at.%時(shí)矯頑力比未摻雜時(shí)增加了39%,而此時(shí)剩磁比僅有50emu/cm3;SFO/BFO復(fù)合薄膜的矯頑力為4203Oe,剩磁比為0.53;摻La的SLFO/BFO復(fù)合薄膜中隨著摻入量的增加,矯頑力、剩磁比與剩余磁化強(qiáng)度均遞減,摻入量為30 at.%時(shí)磁性能最差;摻Co的SFCO/BFO復(fù)合薄膜中隨著摻入量的增加,磁性能先減小后增加再減小,剩余磁化強(qiáng)度在摻入量為20 at.%時(shí)為最大的78emu/cm3;La、Co共

7、摻的 SLFCO/BFO復(fù)合薄膜中,隨摻雜量的增加磁性能先增加后減小,摻入量為20 at.%時(shí)矯頑力增量為最高的27%,摻入量為30 at.%時(shí)矯頑力減小了15%,而剩余磁化強(qiáng)度表現(xiàn)為一直遞減的趨勢。
  電性能測試分析結(jié)果表明:La摻雜的 SLFO/BFO復(fù)合薄膜與 Co摻雜的SFCO/BFO復(fù)合薄膜漏電流機(jī)制均屬于歐姆機(jī)制。La或者Co單摻雜對復(fù)合薄膜的漏電流的變化浮動(dòng)均在1個(gè)數(shù)量級(jí)左右;La、Co共摻的SLFCO/BFO復(fù)合

8、薄膜的漏電流水平浮動(dòng)在兩個(gè)數(shù)量級(jí)以內(nèi);BFO在室溫下可測得良好形狀的電滯回線,測量頻率在1kHz下2Pr為0.85μC/cm2,矯頑場為18kV/cm。測量頻率在2kHz下2Pr為0.7μC/cm2,矯頑場為10.5kV/cm。
  磁電耦合性能測試分析結(jié)果表明:在固定的外加偏置磁場210Oe下測試1~183kHz頻率范圍內(nèi)的磁電耦合系數(shù)變化中并未發(fā)現(xiàn)諧振現(xiàn)象,隨著測試頻率的增加磁電耦合系數(shù)總體呈遞增趨勢;所有成分點(diǎn)的復(fù)合薄膜的磁

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