摻釤鐵酸鉍粉體和薄膜的結(jié)構(gòu)與性能.pdf

1、BiFeO3(BFO)是一種同時具有鐵電有序及反鐵磁有序的室溫多鐵材料,在信息存儲等方面有著重要應(yīng)用前景。La系稀土元素La、Nb替代Bi后,增強(qiáng)了BFO的鐵電、鐵磁及磁電效應(yīng),減少了漏電流。本文以摻稀土元素Sm的Bi1-xSmxFeO3(BSFOx)為對象,研究了Sm對BSFOx及其薄膜的結(jié)構(gòu)和性能的影響。主要成果如下:
　　1.用溶膠-凝膠法成功制備了BSFOx(x=0,0.05,0.075,0.1,0.125,0.15,0.

2、175)粉體。X衍射分析表明摻Sm可抑制雜相Bi25FeO40和Bi2Fe4O9的產(chǎn)生,BSFOx的晶格常數(shù)隨Sm含量的增加線性減小,當(dāng)Sm含量達(dá)到0.15時,BSFOx從三角結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)檎唤Y(jié)構(gòu)。
　　2.在BFO粉的Raman光譜中觀測到11個Raman模,當(dāng)Sm含量的增加到0.15時,170cm-1模和272cm-1模消失,287 cm-1出現(xiàn)。在BFO的紅外吸收譜中觀測到8個吸收峰,當(dāng)Sm含量的增加到0.15時,127 cm

3、-1,146 cm-1,351.8 cm-1,386.2 cm-1,444.8 cm-1處的吸收峰消失。晶格振動模的變化歸因于晶體結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化。
　　3.當(dāng)Sm含量不高于0.125時,BSFOx粉的晶格產(chǎn)生畸變,抑制了其空間調(diào)制的自旋結(jié)構(gòu),使磁性得以釋放,從而增強(qiáng)了磁性;當(dāng)Sm含量達(dá)到0.15時,結(jié)構(gòu)相變破壞了BSFOx的空間調(diào)制的自旋結(jié)構(gòu),使磁性顯著增強(qiáng)。Sm摻雜對BSFOx粉的微波吸收性能有很大的影響,摻雜量為0.175時對

4、17.6 GHz微波的吸收達(dá)到19.7dB。
　　4.用溶膠-凝膠法成功制備了摻Sm的BSFOx(x=0,0.05,0.1,0.15,0.2)單相多晶薄膜。退火溫度對BFO薄膜影響很大,500oC退火可得到三角相結(jié)構(gòu)的BFO多晶薄膜,600oC退火則主要生成了雜相。BSFOx薄膜的晶格常數(shù)隨著Sm含量的增加變小,Raman光譜表明Sm含量達(dá)到0.15時出現(xiàn)了結(jié)構(gòu)相變。對BSFOx薄膜形貌分析表明,其表面平整性、致密度隨著Sm含量的