本文關(guān)鍵詞：鋱、鏑A位共摻雜鐵酸鉍納米薄膜多鐵特性的研究

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【摘要】：瑞士科學(xué)家Schmid在1994年首先提出了多鐵性這一概念,它指的是材料中包含有不少于兩種鐵的基本性能的物質(zhì),這里的基本性能包括鐵電性(反鐵電性),鐵磁性(反鐵磁性、亞鐵磁性)和鐵彈性。因為具備磁電、聲光等良好的性能故在磁傳感、換能器件、信息存儲(磁電隨機存儲器)、傳感器以及集成電路方面有著天然的優(yōu)勢因而被用到實際生活中來,所以也被越來越多的學(xué)者關(guān)注。鉍基鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的ABO3型氧化物BiFeO3是為數(shù)不多的一種既在常規(guī)溫度下具有鐵電性(瓦=1103 K)和反鐵磁性(TN=643 K)的材料,在理論上其具有高的飽和鐵電極化,這些特點讓其成為材料界的新寵兒。BiFeO3材料由于其特殊的微觀結(jié)構(gòu)使得其在室溫下磁性不太理想甚至變?nèi)�；再者在制備BiFeO3樣品的過程中由于是高溫?zé)Y(jié)且窗口空間相對較小,所以在高溫煅燒過程中Bi3+離子容易揮發(fā)以及Fe3+離子由于缺少氧氣的支持而降為Fe2+離子等因素使得樣品漏電流較大,這樣就導(dǎo)致研究最終測得的鐵電回線無法飽和且剩余極化強度也偏低,同樣也阻礙了多鐵材料的應(yīng)用發(fā)展。在這種背景下一些研究者就開始嘗試如何能增強材料的鐵電性能和鐵磁性能,經(jīng)過不懈努力摸索出能不同程度的改善其性能的方法。其中La系稀土離子A位摻雜BiFeO3材料是性價比較高的方法之一基于上述內(nèi)容,本課題選取La系元素鋱和鏑對BiFeO3薄膜分別進行A位摻雜及共摻雜,探究其性能是否得到了改善。我們通過溶膠一凝膠法(Sol-gelmethod)在Pt/Ti/SiO2/Si(100)襯底上分別制備出BiFeO3、Bi0.9Tb0.1FeO3、 Bi0.9Dy0.1FeO3以及Bi0.9Dy0.05Tb0.05FeO3納米薄膜(厚度大約300nm),并對這四種薄膜進行XRD衍射實驗用來觀察其晶體結(jié)構(gòu),做SEM掃描實驗?zāi)苡^察期表面形貌,最后用多鐵測試儀測試其鐵電性、漏電流及磁性等性能。對測試后的結(jié)果分析后發(fā)現(xiàn),摻雜稀土元素后的Bi0.9Tb0.1FeO3、 Bi0.9Dy0.1FeO3以及Bi0.9Dy0.05Tb0.05FeO3薄膜相對純相的BiFeO3薄膜的各種物理性能均有了明顯的提高。這是由于摻雜Tb和Dy元素的BiFeO3薄膜產(chǎn)生晶格畸變,其相結(jié)構(gòu)由單一的菱方相結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)檎幌嗪托狈较嗟墓泊娼Y(jié)構(gòu),漏電流得到了改善,有效的抑制了氧空位的產(chǎn)生。Dy和Tb元素A位共摻雜BiFeO3薄膜材料的實驗為探究其他材料的改性實驗也提供了一個范例,同時也為鐵酸鉍材料的實際發(fā)展應(yīng)用提供了一種可行的方法。
【關(guān)鍵詞】：多鐵性 畸變 鐵電性 鐵磁性 摻雜
【學(xué)位授予單位】：內(nèi)蒙古大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：O484.1;TB383.1
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 緒論11-22
• 1.1 多鐵性材料概述11-14
• 1.2 BiFeO_3的研究背景14-15
• 1.3 BiFeO_3的結(jié)構(gòu)和物理性能15-18
• 1.3.1 Bi FeO_3的結(jié)構(gòu)15-16
• 1.3.2 BiFeO_3的鐵電性16-17
• 1.3.3 Bi FeO_3的鐵磁性17-18
• 1.4 提高BiFeO_3物理性能的基本途徑18-20
• 1.5 本文的研究目的及意義20-22
• 第二章 實驗原理及方法22-33
• 2.1 制備BiFeO_3薄膜的方法22-23
• 2.2 制備BiFeO_3薄膜的實驗過程23-26
• 2.3 BiFeO_3的性能表征方法26-33
• 2.3.1 X射線衍射測試原理分析(XRD)26-27
• 2.3.2 掃描電子顯微鏡(SEM)27-28
• 2.3.3 拉曼光譜儀(Raman)28-29
• 2.3.4 X射線光電子能譜實驗分析(XPS)29-30
• 2.3.5 鐵電特性漏電流特性測試30-31
• 2.3.6 磁性測量(VSM、MPMS)31-33
• 第三章 鋱、鏑共摻BiFeO_3薄膜的結(jié)構(gòu)與性能的研究33-43
• 3.1 引言33
• 3.2 鋱、鏑元素摻雜BiFeO_3薄膜樣品的XRD分析33-36
• 3.3 鋱、鏑元素摻雜BiFeO_3薄膜樣品的SEM分析36-37
• 3.4 鋱、鏑元素摻雜BiFeO_3薄膜樣品的磁性分析37-40
• 3.5 鋱、鏑元素摻雜BiFeO_3薄膜樣品的鐵電性能分析40-41
• 3.6 鋱、鏑元素摻雜BiFeO_3薄膜樣品的漏電流分析41-43
• 第四章 總結(jié)43-45
• 參考文獻45-51
• 致謝51-52
• 作者攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表和完成的論文目錄52

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5 于慧;于美燕;張s，

本文編號：821615