A（Fe-,1-2-Nb-,1-2-）O-,3-（A=Sr，Ca）與SrRCoO-,4-（R=La，Nd）陶瓷的巨介電效應(yīng).pdf

1、本論文研究了A(Fe<,1/2>Nb<,1/2>)O<,3>(A=Sr，Ca)及SrRCoO<,4>(La，Nd)陶瓷的結(jié)構(gòu)、巨介電效應(yīng)及磁學(xué)性能，并討論了其巨介電效應(yīng)的物理本質(zhì)與結(jié)構(gòu)根源。 首先，采用固相反應(yīng)燒結(jié)法制得A(Fe<,1/2>Nb<,1/2>)O<,3>(A=Sr，Ca)致密陶瓷并評(píng)價(jià)了介電及磁學(xué)性能。Sr(Fe<,1/2>Nb<,1/2>)O<,3>陶瓷中存在兩個(gè)具有強(qiáng)烈頻率色散特征的介電馳豫.低溫巨介電常數(shù)臺(tái)階

2、及高溫類(lèi)馳豫鐵電峰，兩個(gè)介電弛豫均為熱激發(fā)過(guò)程、且遵循Arrhenius定律。高溫介電馳豫幾乎可由氧氣氛處理完全消除，因而屬氧空位相關(guān)的缺陷有序誘導(dǎo)的非本征馳豫行為。低溫巨介電常數(shù)臺(tái)階對(duì)氧氣氛處理不敏感，應(yīng)為本征介電弛豫，F(xiàn)e<'2+>/Fe<'3+>混價(jià)結(jié)構(gòu)導(dǎo)致的電荷有序可能為其物理起源。Ca(Fe<,1/2>Nb<,1/2>)O<,3>陶瓷表現(xiàn)出與Sr(Fe<,1/2>Nb<,1/2>)O<,3>類(lèi)似的介電馳豫行為。低溫介電常數(shù)臺(tái)階

3、較低，僅在氧氣氛處理后高溫馳豫得以強(qiáng)烈抑制后出現(xiàn)。該介電弛豫同樣歸因于Fe<'2+>/Fe<'3+>混價(jià)結(jié)構(gòu)導(dǎo)致的電荷有序。同樣，Ca(Fe<,1/2>Nb<,1/2>)O<,3>陶瓷的高溫介電弛豫經(jīng)氧氣氛處理后被強(qiáng)烈抑制，因而也屬于缺陷有序誘導(dǎo)的非本征馳豫行為。 基于A(Fe<,1/2>Nb<,1/2>)O<,3>(A=Sr，Ca)中巨介電效應(yīng)起源于混價(jià)Fe離子有序?qū)е碌碾娮予F電性的推斷，本課題對(duì)含有可變價(jià)過(guò)渡金屬Co的SrR

4、CoO<,4>(R=Sr,La)陶瓷進(jìn)行了介電性能研究。盡管觀察到SrLaCoO<,4>中的巨介電常數(shù)臺(tái)階及SrNdCoO<,4>的部分介電常數(shù)平臺(tái)，但因SrRCoO<,4>陶瓷的導(dǎo)電率過(guò)高，無(wú)法獲得穩(wěn)定的介電性能數(shù)據(jù)。摻Al后的SrLaCoO<,0.6>Al<,0.4>O<,4>陶瓷導(dǎo)電率大大降低，從而測(cè)得穩(wěn)定介電性能。該陶瓷表現(xiàn)出清晰的巨介電常數(shù)臺(tái)階，且激活能與A(Fe<,1/2>Nb<,1/2>)O<,3>(A=Sr，Ca)相近，

5、因而為這一系列材料中巨介電效應(yīng)的電子鐵電性起源提供了有力證據(jù)。 為進(jìn)一步分析A(Fe<,1/2>Nb<,1/2>)O<,3>與SrRCoO<,4>體系中混價(jià)Fe與Co離子有序誘導(dǎo)的電子鐵電性，對(duì)同樣由磁性Fe與Co離子電子狀態(tài)決定的磁學(xué)性能進(jìn)行了研究。A(Fe<,1/2>Nb<,1/2>)O<,3>(A=Ba，Sr,Ca)均在低溫下表現(xiàn)出反鐵磁有序，且在奈爾溫度以下產(chǎn)生微弱的鐵磁有序成分，三者相近的磁學(xué)行為表明Fe離子的電子狀態(tài)