共摻雜對(duì)鐵酸鉍陶瓷電學(xué)和磁學(xué)性能的影響.pdf

1、多鐵性材料是指在同一相中包含了鐵電序或鐵磁序或者更多其他序的材料。由于它們獨(dú)特的鐵電、鐵磁和鐵彈性之間的耦合，以及它們?cè)谧孕娮訉W(xué)、信息儲(chǔ)存器、傳感器和驅(qū)動(dòng)器上的應(yīng)用而吸引了研究者的注意。BiFeO3(BFO)作為一個(gè)典型的多鐵材料，由于其具有高的鐵電居里溫度(Tc～1103K)和高的鐵磁尼爾溫度(TN～643K)，已經(jīng)成為了極其有希望成為可以施以應(yīng)用的候選材料。BFO的鐵電序是由于Bi3+6s2單電子對(duì)的扭曲導(dǎo)致的，而它的G型反鐵磁性

2、是由于Fe3+局域的自旋電子序造成的，它形成了一個(gè)以620(A)為周期的自旋螺旋空間調(diào)制結(jié)構(gòu)。然而BFO具有的一些缺點(diǎn)阻礙了其在器件中應(yīng)用的進(jìn)程，因?yàn)樗幸恍﹥?nèi)在的問(wèn)題，比如容易產(chǎn)生雜相，漏電流大，鐵電轉(zhuǎn)變溫度的范圍廣等;而且，由于傾斜的G型反鐵磁序所產(chǎn)生的非零的剩余磁化(Mr)也被620(A)波長(zhǎng)的空間調(diào)制結(jié)構(gòu)抵消。為了克服這些問(wèn)題，研究者做了很多嘗試，比如A位由三價(jià)稀土元素離子或二價(jià)離子替代Bi3+，抑或在B位由過(guò)渡金屬離子替代Fe

3、3+。
　　本文采用了固相反應(yīng)法合成了Bi1-xBaxFe1-yCoyO3(BaxCoyBFO，x=0，0.1，0.2andy=0,0.01,0.03,0.06)和La0.2Bi0.8Fe1-xMgxO3(x=0,0.01,0.02,0.03,0.04,0.05)陶瓷并且研究了它們的電性和磁性。研究發(fā)現(xiàn)，Bi位Ba摻雜可以引發(fā)晶體結(jié)構(gòu)由斜方六面體向偽立方結(jié)構(gòu)變化的趨勢(shì)，這使得合成含有更高量Fe位Co離子摻雜的BaxCoyBFO陶瓷

4、成為可能。和未摻雜的BFO相比，高摻雜量的BaxCoyBFO陶瓷的電性和磁性都得到了很大的提高，例如Bi0.8Ba0.2Fe0.94Co0.06O3陶瓷得到了很高的剩余磁化(0.93emu/g)和極小的磁矯頑場(chǎng)(774Oe)，并得到更高的介電常數(shù)值;同時(shí)，電學(xué)測(cè)試顯示體系伴隨有發(fā)生絕緣體向半導(dǎo)體轉(zhuǎn)變的趨勢(shì)。對(duì)于La0.2Bi0.8Fe1-xMgxO3(x=0，0.01，0.02，0.03，0.04，0.05)陶瓷，所有樣品被認(rèn)定為斜方六