Eu與Co摻雜BiFeO3薄膜的溶膠凝膠法制備表征及應(yīng)用.pdf

1、多鐵材料因?yàn)榫哂需F電性、鐵磁性、鐵彈性和磁電耦合等多種特性，所以在傳感器、存儲器件和磁電耦合器件等方面有著廣泛的應(yīng)用。在眾多多鐵材料中，單相多鐵材料BiFeO3以高于室溫的居里溫度（TC）和尼爾溫度（TN）的優(yōu)勢，而成為單相多鐵材料最有潛力的物質(zhì)，因而成為研究的熱點(diǎn)。目前BiFeO3還存在著四方面問題：a）要想制備純凈的和較好結(jié)晶的BiFeO3目前還是非常困難；b）材料中漏電流大容易穿透材料，這樣難以得到材料的飽和極化強(qiáng)度；c）在室溫下

2、得不到良好的鐵電性和鐵磁性；d）鐵電耦合性非常小，距離應(yīng)用所需的要求相差很遠(yuǎn)。
　　本文采用溶膠凝膠法對BiFeO3薄膜進(jìn)行摻雜改良，得到了非常好的摻雜效果。并對BiFeO3薄膜的應(yīng)用進(jìn)行嘗試，得到了較好的滯后現(xiàn)象、對稱結(jié)構(gòu)模型的開關(guān)特性、單極型阻變現(xiàn)象及接近應(yīng)用的阻值之比。
　　本文所做的主要工作：
　　1、采用溶膠凝膠法制備了純相BiFeO3薄膜，對樣品薄膜進(jìn)行結(jié)構(gòu)表征，并測試其鐵電性和鐵磁性。結(jié)果表明：Si基片上

3、生長的樣品薄膜的晶體結(jié)構(gòu)符合空間點(diǎn)群R3c，退火120分鐘，得到了結(jié)晶非常好的的純相BiFeO3薄膜；Cu/Ti/SiO2/Si基片生長的BiFeO3薄膜表現(xiàn)出雜相并且發(fā)生了角度的偏移，衍射峰變寬等現(xiàn)象，說明薄膜受襯底的應(yīng)力影響；電性能測試在室溫下得到了剩余極化強(qiáng)度為2.03μC/cm2，但是電滯回線不飽滿，原因可能是漏電流大所引起的；磁性能測試得到了剩余磁化強(qiáng)度為0.543emu/cm3，雖然呈現(xiàn)非常窄的磁滯回線，表現(xiàn)出弱磁性，但是此

4、數(shù)據(jù)已經(jīng)高出以往報(bào)道。
　　2、對純相BiFeO3薄膜進(jìn)行A位Eu和B位Co摻雜改良，對樣品薄膜進(jìn)行結(jié)構(gòu)表征和鐵磁性測試。結(jié)果表明： A位Eu摻雜的結(jié)晶優(yōu)于B位Co摻雜，B位Co摻雜的結(jié)晶優(yōu)于純相薄膜，通過摻雜不但沒有發(fā)生結(jié)構(gòu)相變，而且薄膜的結(jié)晶更好；磁性分析， B位Co摻雜的剩余磁化強(qiáng)度比純相薄膜提高了22％，A位Eu摻雜的剩余磁化強(qiáng)度比純相薄膜減弱31%，雖然A位Eu摻雜減弱了薄膜的磁性，但是采用本工藝其飽和磁化強(qiáng)度高出Z.Q