A（Fe-,1-2-Nb-,1-2-）O-,3-（A=Sr，Ca）與SrRCoO-,4-（R=La，Nd）陶瓷的巨介電效應.pdf

1、本論文研究了A(Fe<,1/2>Nb<,1/2>)O<,3>(A=Sr，Ca)及SrRCoO<,4>(La，Nd)陶瓷的結(jié)構(gòu)、巨介電效應及磁學性能，并討論了其巨介電效應的物理本質(zhì)與結(jié)構(gòu)根源。 首先，采用固相反應燒結(jié)法制得A(Fe<,1/2>Nb<,1/2>)O<,3>(A=Sr，Ca)致密陶瓷并評價了介電及磁學性能。Sr(Fe<,1/2>Nb<,1/2>)O<,3>陶瓷中存在兩個具有強烈頻率色散特征的介電馳豫.低溫巨介電常數(shù)臺階

2、及高溫類馳豫鐵電峰，兩個介電弛豫均為熱激發(fā)過程、且遵循Arrhenius定律。高溫介電馳豫幾乎可由氧氣氛處理完全消除，因而屬氧空位相關(guān)的缺陷有序誘導的非本征馳豫行為。低溫巨介電常數(shù)臺階對氧氣氛處理不敏感，應為本征介電弛豫，F(xiàn)e<'2+>/Fe<'3+>混價結(jié)構(gòu)導致的電荷有序可能為其物理起源。Ca(Fe<,1/2>Nb<,1/2>)O<,3>陶瓷表現(xiàn)出與Sr(Fe<,1/2>Nb<,1/2>)O<,3>類似的介電馳豫行為。低溫介電常數(shù)臺階

3、較低，僅在氧氣氛處理后高溫馳豫得以強烈抑制后出現(xiàn)。該介電弛豫同樣歸因于Fe<'2+>/Fe<'3+>混價結(jié)構(gòu)導致的電荷有序。同樣，Ca(Fe<,1/2>Nb<,1/2>)O<,3>陶瓷的高溫介電弛豫經(jīng)氧氣氛處理后被強烈抑制，因而也屬于缺陷有序誘導的非本征馳豫行為。 基于A(Fe<,1/2>Nb<,1/2>)O<,3>(A=Sr，Ca)中巨介電效應起源于混價Fe離子有序?qū)е碌碾娮予F電性的推斷，本課題對含有可變價過渡金屬Co的SrR

4、CoO<,4>(R=Sr,La)陶瓷進行了介電性能研究。盡管觀察到SrLaCoO<,4>中的巨介電常數(shù)臺階及SrNdCoO<,4>的部分介電常數(shù)平臺，但因SrRCoO<,4>陶瓷的導電率過高，無法獲得穩(wěn)定的介電性能數(shù)據(jù)。摻Al后的SrLaCoO<,0.6>Al<,0.4>O<,4>陶瓷導電率大大降低，從而測得穩(wěn)定介電性能。該陶瓷表現(xiàn)出清晰的巨介電常數(shù)臺階，且激活能與A(Fe<,1/2>Nb<,1/2>)O<,3>(A=Sr，Ca)相近，

5、因而為這一系列材料中巨介電效應的電子鐵電性起源提供了有力證據(jù)。 為進一步分析A(Fe<,1/2>Nb<,1/2>)O<,3>與SrRCoO<,4>體系中混價Fe與Co離子有序誘導的電子鐵電性，對同樣由磁性Fe與Co離子電子狀態(tài)決定的磁學性能進行了研究。A(Fe<,1/2>Nb<,1/2>)O<,3>(A=Ba，Sr,Ca)均在低溫下表現(xiàn)出反鐵磁有序，且在奈爾溫度以下產(chǎn)生微弱的鐵磁有序成分，三者相近的磁學行為表明Fe離子的電子狀態(tài)