多鐵材料的制備及其電磁性能調(diào)控.pdf

1、1994年，Hans Schmid首次明確定義了多鐵性材料，即同時擁有兩種或兩種以上鐵有序（鐵磁性、鐵彈性、鐵電性和鐵渦性）參數(shù)的材料。近年來，有關(guān)多鐵性材料的研究主要集中在兩大問題上：如何提高材料的基本屬性(鐵電性、鐵磁性等)？如何實現(xiàn)材料大的電磁場響應(yīng)？基于上述問題，我們通過改變材料結(jié)晶度、元素摻雜和降低樣品維度等方法，增強了單相多鐵材料BiFeO3(BFO)的室溫鐵磁性；同時，我們構(gòu)建了電磁性能測試體系，對BFO薄膜和La0.67

2、Ca0.33MnO3(LCMO)/0.71Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-0.29PbTiO3(PMN-PT)復(fù)合多鐵材料在電場調(diào)控下的響應(yīng)行為進行了研究。獲得的主要創(chuàng)新性成果如下：
　　1.采用水熱反應(yīng)法和化學(xué)共沉淀法分別制備了純相和摻雜的BFO納米顆粒，對其結(jié)構(gòu)和磁特性進行了研究。在結(jié)晶顆粒和非晶共存的樣品中獲得了增強的室溫鐵磁性，表明結(jié)晶和非晶界面有助于增加凈余磁矩量，提高材料鐵磁性；此外，利用元素摻雜實現(xiàn)了對BFO鐵磁性

3、的控制，第一原理計算結(jié)果表明，摻雜引起磁性增強的主要原因是不同元素固有磁矩差異導(dǎo)致的剩余磁矩。
　　2.利用靜電紡絲法制備了BFO納米管，研究了一維納米材料的獨特結(jié)構(gòu)對BFO鐵磁性的影響。結(jié)果表明一維的納米管結(jié)構(gòu)能夠改善 BFO的室溫鐵磁性。通過對其微觀結(jié)構(gòu)、元素價態(tài)分布，及其低溫下的靜態(tài)、動態(tài)磁特性研究發(fā)現(xiàn)。BFO納米管的鐵磁性主要源自于微觀表面積增大導(dǎo)致的凈余磁矩增加。
　　3.溶膠-凝膠旋涂法制備了BFO薄膜。為了進一

4、步探索BFO的電磁場響應(yīng)，構(gòu)建了電磁性能測試體系，對BFO薄膜在電場調(diào)控下的輸運行為進行了研究。此外，為了提高BFO薄膜阻變效應(yīng)的穩(wěn)定性，在元素摻雜和薄膜復(fù)合等方面做了深入研究，最終實現(xiàn)了電場調(diào)控的穩(wěn)定阻變效應(yīng)。
　　4.通過磁控濺射在PMN-PT襯底上制備了LCMO薄膜，對LCMO/PMN-PT復(fù)合多鐵材料的電磁場響應(yīng)行為進行了研究。研究發(fā)現(xiàn)，PMN-PT的各向異性壓電效應(yīng)可以調(diào)節(jié)LCMO薄膜的晶格結(jié)構(gòu)，最終實現(xiàn)了穩(wěn)定的、非易失