Ho摻雜對多鐵材料BiFeO3的結(jié)構(gòu)、介電、鐵磁及光學(xué)特性的影響.pdf

1、本文一方面采用固相反應(yīng)法制備了Bi1-xHoxFeO3(x=0，0.05，0.1，0.15，0.2)系列陶瓷樣品并研究稀土元素Ho摻雜對鐵磁電材料BiFeO3陶瓷的晶體結(jié)構(gòu)、漏導(dǎo)電流、介電、磁性及磁電耦合等方面的影響，另一方面采用溶膠-凝膠法制備BiFeO3薄膜材料，研究Ho摻雜對薄膜結(jié)構(gòu)、形貌及透射率等的影響。除此之外，我們還探討了退火時間和溫度對BiFeO3薄膜表面形貌的影響。用DX-2000的X射線衍射儀（X-raydiffrac

2、tometer,XRD）對樣品進(jìn)行晶相結(jié)構(gòu)分析，利用鐵電儀測試了陶瓷的漏電性質(zhì)，采用型號為HP4294A的阻抗分析儀測試了樣品的介電常數(shù)并進(jìn)一步在加磁場的情況下計算了磁介電系數(shù)，用振動樣品磁強(qiáng)計對樣品的磁學(xué)性質(zhì)進(jìn)行了測試，并用型號為UV-3600的紫外-可見-紅外分光光度計對薄膜樣品的透射光譜進(jìn)行了測試，利用型號為ZeissSuper40的場發(fā)射掃描電鏡測試了薄膜表面形貌。
　　對塊材Bi1-xHoxFeO3樣品的研究結(jié)果表明:H

3、o摻雜量x≤0.1時，樣品呈現(xiàn)扭曲的三方鈣鈦礦結(jié)構(gòu)，當(dāng)x≥0.15時，Bi1-xHoxFeO3樣品從三方晶系逐漸向正交晶系轉(zhuǎn)變;隨著摻雜量的增加，漏電流逐漸減小，電場為4000V/cm時，BFO-15％和BFO-20％的漏電流密度分別為9.57×10-6A/cm2、6.29×10-6A/cm2，比純相BFO(1.94×10-3A/cm2)小三個數(shù)量級，從而表明摻雜可以降低漏電流密度;當(dāng)測試頻率f=100Hz時，BFO-10％的介電常數(shù)是

4、BiFeO3的3倍，且介電損耗相對減小;在f=10kHz，外加磁場為2500Oe時，BiFeO3、BFO-10％的磁介電系數(shù)(MD)分別是-10.17％，-14.65％;在30kOe的磁場作用下，樣品的磁滯回線隨著摻雜量的增大而逐漸趨向飽和，其剩余磁化強(qiáng)度(Mr)從0.0024emu/g(BFO)增加到0.1167emu/g(BFO-20％)，說明Ho摻雜顯著增強(qiáng)了BFO的鐵磁性。對薄膜的測試結(jié)果表明薄膜均結(jié)晶良好，隨著摻雜量的增加特征