Bi位Y、La摻雜對(duì)BiFeO3結(jié)構(gòu)和多鐵性能的影響.pdf

1、現(xiàn)有研究顯示，在室溫下只有少數(shù)的材料同時(shí)具有鐵電性和磁性，而BiFeO3就是其中具有室溫多鐵性的材料，BiFeO3的鐵電居里溫度為830℃，而反鐵磁的奈爾溫度為370℃，兩者都遠(yuǎn)高于室溫，并且鐵電性和鐵磁性之間還存在著耦合效應(yīng)，因此有望在此材料中實(shí)現(xiàn)室溫鐵電和鐵磁的相互調(diào)控。多鐵材料在信息存儲(chǔ)器、傳感器和自旋電子器件等領(lǐng)域的應(yīng)用前景很廣闊，但其應(yīng)用還有一定困難，BiFeO3的磁有序是G型反鐵磁結(jié)構(gòu)，并且呈現(xiàn)周期性的反鐵磁螺旋結(jié)構(gòu)，剩余磁

2、性比較弱。由于材料中含有氧空位等缺陷，降低了其鐵電性，一系列問題都制約其應(yīng)用。實(shí)驗(yàn)研究顯示，Bi位摻雜稀土元素能夠有效的抑制氧空位的產(chǎn)生增強(qiáng)鐵電極化，并且增強(qiáng)磁性。
　　因此本論文也是通過Bi位稀土元素?fù)诫s方法來改善其性能。通過對(duì)摻雜樣品的晶體結(jié)構(gòu)、磁性、鐵電性和介電性的測(cè)試，分析不同元素和不同比例摻雜對(duì)BiFeO3多鐵材料性能的影響。主要有以下內(nèi)容：
　　第一，使用快速液相燒結(jié)方法合成Bi1-xYxFeO3(x=0.1，0

3、.15，0.2)樣品，通過晶體結(jié)構(gòu)等表征分析Y摻雜對(duì)BiFeO3結(jié)構(gòu)和性能的影響。當(dāng)Y摻雜量達(dá)到0.2時(shí)候，樣品有從菱方到正交結(jié)構(gòu)相變趨勢(shì)。Y摻雜的BiFeO3樣品表現(xiàn)出一定鐵磁性，而且鐵磁性會(huì)隨著摻雜量提高逐漸增強(qiáng)，其原因是摻雜抑制了反鐵磁螺旋結(jié)構(gòu)，使其一定程度上表現(xiàn)出YFeO3弱鐵磁性。
　　第二，同樣用快速液相燒結(jié)方法制備La和Y共摻雜Bi0.9La0.1-xYxFeO3（x=0、0.05、0.08、0.1）系列樣品,通過共

4、摻雜，可以更好的抑制雜相，從而使BiFeO3陶瓷材料中的氧空位數(shù)量比未摻雜時(shí)大大降低，進(jìn)而降低了樣品的漏導(dǎo)，提高材料的鐵電性能。由于具有提高材料磁性的Y離子，所以共摻雜樣品的磁性要好于單獨(dú)摻雜La的樣品。
　　第三，用快速液相燒結(jié)方法制備Bi0.9-xLa0.1YxFeO3(x=0，0.05，0.1)系列樣品與Bi0.9-xLa0.1HoxFeO3系列樣品對(duì)比，因?yàn)閅3+本身沒有磁性，所以對(duì)比同樣比例Y的摻雜可以說明小離子半徑摻雜