過渡金屬氧化物基多鐵性陶瓷磁性、介電性和鐵電性的增強(qiáng)效應(yīng)研究.pdf

1、多鐵材料存在兩種（或多種）鐵性有序。這些鐵性有序間存在耦合作用，可以實(shí)現(xiàn)磁性和電學(xué)性質(zhì)間的相互調(diào)控。隨著研究的深入，人們對其鐵磁、鐵電性的起因有了初步認(rèn)識，然而對磁電耦合機(jī)理依然不清楚。在已知多鐵性材料中，依然存在各種不足，例如鐵電極化較小、鐵電居里溫度較低、磁電耦合較弱等等。因此，有必要探討新材料體系的多鐵性。本論文以幾類具有多鐵性的過渡金屬基氧化物為對象，圍繞其磁性、介電性和鐵電性的增強(qiáng)效應(yīng)開展實(shí)驗(yàn)研究，主要研究成果和創(chuàng)新點(diǎn)如下：<

2、br>　　(1)從實(shí)驗(yàn)的角度研究了 SmCrO3體系的結(jié)構(gòu)、磁性和高溫介電性。結(jié)果表明SmCrO3樣品中 Cr3+-Sm3+間的相互作用對樣品磁性有很大的影響。奈爾溫度以下Cr3+- Cr3+間呈傾角反鐵磁。在50 K溫度附近 Cr3+發(fā)生自旋重取向。自旋重取向溫度以下 Cr3+-Sm3+間反平行耦合導(dǎo)致磁化強(qiáng)度減小，并引起磁交換偏置行為。通過研究樣品的高溫介電弛豫，發(fā)現(xiàn) SmCrO3具有高介電性，并基于內(nèi)部阻擋層電容( IBLC)模型

3、對觀察到的巨介電效應(yīng)的起因進(jìn)行了討論。
　　(2)基于LaxSm1-xCrO3(x=0-0.9)樣品，研究了Sm位La的摻雜效應(yīng)。結(jié)果表明樣品在自旋重取向溫度以下同時具有場冷卻和零場冷卻的交換偏置行為，這種效應(yīng)依賴于樣品中 Cr3+-Sm3+間的耦合作用。通過在磁性 Sm3+位引入非磁性 La3+，低溫下磁化強(qiáng)度減小程度和耦合作用都明顯減弱，證實(shí)了 Cr3+-Sm3+間的相互作用對樣品磁性的影響。
　　(3)研究了RFeO3

4、(R= La, Pr, Sm)多晶樣品的結(jié)構(gòu)和高溫介電性。隨著稀土原子序數(shù)的增大，相同燒結(jié)溫度下樣品顆粒尺寸增大，致密度增強(qiáng)。介溫曲線表明樣品具有高介電性。樣品在高頻下的弛豫現(xiàn)象由電子在 Fe2+- Fe3+間的躍遷引起，低頻下的介電行為與樣品導(dǎo)電性變化有關(guān)。樣品的復(fù)阻抗譜表明可以根據(jù)IBLC模型來解釋樣品的高介性。
　　(4)在Sm3Fe5O12樣品中，研究了其結(jié)構(gòu)和高溫介電性。結(jié)果顯示樣品低頻下具有高介電和低損耗特性。測量溫度

5、范圍內(nèi)存在兩個弛豫，高頻弛豫緣于電子在 Fe2+- Fe3+間的躍遷；低頻弛豫起源于樣品中電導(dǎo)變化。通過比較空氣和氧氣氣氛燒結(jié)樣品的介溫曲線以及對樣品中鐵價態(tài)的分析，發(fā)現(xiàn)樣品中Fe2+-Fe3+間的濃度變化對樣品高溫低頻下的弛豫過程有較大影響。
　　(5)研究了Bi2(Fe1-xAlx)4O9(x=0-0.25)樣品的結(jié)構(gòu)和磁電性質(zhì)。隨Al3+濃度增大，樣品晶格參數(shù)逐漸減小。室溫磁電測量結(jié)果顯示Al3+能夠誘導(dǎo)樣品表現(xiàn)出室溫多鐵行