發(fā)布時間：2017-10-15 21:39

  本文關(guān)鍵詞：替位摻雜鐵酸鉍納米材料的磁性與介電性能的研究

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【摘要】：鐵酸鉍(BFO)是一種在室溫下同時具有反鐵磁性與鐵電性的多鐵材料,在傳感器、存儲器以及微波吸波等方面具有巨大的應(yīng)用潛力。然而,由于其G型反鐵磁結(jié)構(gòu)導致了宏觀上極其微弱的磁性,極大地限制了實際應(yīng)用。本論文系統(tǒng)研究了單元素摻雜(Mg、Ca元素)和雙元素共摻雜(Pr與Mg元素、Mg與Ca元素、La與Ni元素)BFO的結(jié)構(gòu)、磁性、鐵電性和介電性能。其中Mg摻雜BFO磁性顯著提高,在已報道A位摻雜BFO材料中磁性最強,原因在于Mg~(~(2+))與Bi~(~(3+))離子的半徑相差很大,Mg摻雜BFO的容忍因子接近鈣鈦礦穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的極限值,使反鐵磁結(jié)構(gòu)產(chǎn)生巨大畸變,很大程度上釋放了隱藏的磁矩。而且由于Mg~(~(2+))離子與氧空位構(gòu)成的偶極子對氧空位產(chǎn)生釘扎作用,降低了材料漏電流,使得2mo1%摻雜BFO的鐵電性也有所增強。鑒于Pr具有6s2孤對電子,我們采用Pr和Mg進行共摻雜來進一步提升鐵電性。與預期一致,相比2mo1%的Mg單摻雜,Pr3mol%和Mg 2mol%共摻雜進一步提升了的鐵磁性和鐵電性,因此在傳感器與存儲器上具有應(yīng)用潛力。對于La和Ni共摻雜BFO,磁性強于同濃度下的Pr和Mg共摻雜,這是由于Ni~(2+)與Fe~(3+)離子之間存在超交換作用。Ca摻雜BFO和Mg、Ca共摻雜BFO具有較高的電導率、介電常數(shù)和介電損耗,并且在X波段存在雙吸收峰。其中,5mo1%的Ca摻雜BFO,當厚度為1.56mm時,X波段的吸波帶寬達到3.4GHz,在超薄寬帶微波吸收應(yīng)用方面具有顯著優(yōu)勢。
【關(guān)鍵詞】：摻雜 鐵酸鉍 鐵磁性 鐵電性 介電性能
【學位授予單位】：北京化工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TB383.1
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-14
• 第一章 BFO材料的研究進展14-26
• 1.1 BFO的晶體結(jié)構(gòu)及性能14-25
• 1.1.1 BFO的晶體結(jié)構(gòu)15-16
• 1.1.2 BFO的磁性16-18
• 1.1.3 BFO的鐵電性18-21
• 1.1.4 BFO的介電性能與微波吸收性能21-25
• 1.2 本論文的主要內(nèi)容25-26
• 第二章 單離子替位摻雜BFO納米材料的研究26-58
• 2.1 制備方法26-28
• 2.2 Mg摻雜BFO納米顆粒的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)28-43
• 2.2.1 結(jié)構(gòu)29-33
• 2.2.2 磁性33-39
• 2.2.3 鐵電性39-40
• 2.2.4 介電性能40-43
• 2.3 Ca摻雜BFO納米顆粒的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)43-57
• 2.3.1 結(jié)構(gòu)44-48
• 2.3.2 磁性48-49
• 2.3.3 鐵電性49-50
• 2.3.4 介電性能50-57
• 2.4 本章小結(jié)57-58
• 第三章 雙離子替位摻雜BFO納米材料的研究58-80
• 3.1 Pr、Mg共摻雜BFO納米顆粒的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)58-63
• 3.1.1 結(jié)構(gòu)58-61
• 3.1.2 磁性61
• 3.1.3 鐵電性61-62
• 3.1.4 介電性能62-63
• 3.2 Mg、Ca共摻雜BFO納米顆粒的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)63-73
• 3.2.1 結(jié)構(gòu)63-68
• 3.2.2 磁性68-69
• 3.2.3 鐵電性69-70
• 3.2.4 介電性能70-73
• 3.3 La、Ni共摻雜BFO納米顆粒的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)73-78
• 3.3.1 結(jié)構(gòu)73-75
• 3.3.2 磁性75-76
• 3.3.3 鐵電性76-77
• 3.3.4 介電性能77-78
• 3.4 本章小結(jié)78-80
• 第四章 結(jié)論80-82
• 參考文獻82-86
• 致謝86-88
• 研究成果及發(fā)表的學術(shù)論文88-90
• 導師簡介90
• 作者簡介90-91
• 附件91-92

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本文編號：1038890