替位摻雜鐵酸鉍納米材料的磁性與介電性能的研究.pdf

1、鐵酸鉍(BFO)是一種在室溫下同時(shí)具有反鐵磁性與鐵電性的多鐵材料，在傳感器、存儲(chǔ)器以及微波吸波等方面具有巨大的應(yīng)用潛力。然而，由于其G型反鐵磁結(jié)構(gòu)導(dǎo)致了宏觀上極其微弱的磁性，極大地限制了實(shí)際應(yīng)用。
　　本論文系統(tǒng)研究了單元素?fù)诫s（Mg、Ca元素）和雙元素共摻雜(Pr與Mg元素、Mg與Ca元素、La與Ni元素)BFO的結(jié)構(gòu)、磁性、鐵電性和介電性能。其中Mg摻雜BFO磁性顯著提高，在已報(bào)道A位摻雜BFO材料中磁性最強(qiáng)，原因在于Mg2+

2、與Bi3+離子的半徑相差很大，Mg摻雜BFO的容忍因子接近鈣鈦礦穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的極限值，使反鐵磁結(jié)構(gòu)產(chǎn)生巨大畸變，很大程度上釋放了隱藏的磁矩。而且由于Mg2+離子與氧空位構(gòu)成的偶極子對(duì)氧空位產(chǎn)生釘扎作用，降低了材料漏電流，使得2mol％摻雜BFO的鐵電性也有所增強(qiáng)。鑒于Pr具有6s2孤對(duì)電子，我們采用Pr和Mg進(jìn)行共摻雜來進(jìn)一步提升鐵電性。與預(yù)期一致，相比2mol％的Mg單摻雜，Pr3mol％和Mg2mol％共摻雜進(jìn)一步提升了的鐵磁性和鐵電性