中國制造2025、量子通信以及5G通訊技術(shù)等對于電子信息材料提出了更高的性能指標要求。鐵酸鉍作為一種具有較高尼爾溫度和居里溫度的無鉛多鐵性材料,其具有的多鐵性耦合有望在自旋電子學和信息存儲器件等領(lǐng)域得到廣泛應用。然而,BiFeO₃材料仍存在諸多問題:在高溫燒結(jié)時Bi容易揮發(fā),在材料內(nèi)部產(chǎn)生氧空位;由于熱力學不穩(wěn)定,容易生成Bi₂Fe₄O₉和Bi₂₅FeO₃₉等雜相;漏電流密度較大;反鐵磁螺旋結(jié)構(gòu)導致宏觀磁性較弱等。鑒于此,本論文通過溶膠-凝膠法結(jié)合放電等離子體燒結(jié)技術(shù)在較低溫度制備出高致密度、高純度BiFeO₃陶瓷;分別采用稀土元素Nd/Sm取代A位Bi³⁺、高價過渡金屬元素Zr/Nb取代B位Fe³⁺以及A和B位共摻雜（Ba-Zr、Sr-Zr、Nd-Nb、Sm-Nb）,研究摻雜元素種類、含量對陶瓷微觀組織、介電、鐵電和磁性的影響,詳細分析了相演變過程及與性能之間的關(guān)系,并闡述了其漏電機理。在... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：165 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

多鐵性和磁電耦合材料之間的關(guān)系

哈爾濱工業(yè)大學工學博士學位論文鐵電和鐵磁共存以及磁電耦合在基礎(chǔ)物理領(lǐng)域具有重要的研究價值[2, 5]在磁存儲介質(zhì)材料中有著極其廣闊的應用前景，極大可能成為一種集鐵料和鐵磁材料的優(yōu)點于一身的性能優(yōu)異的新型記憶材料而備受關(guān)注。圖 1-1 多鐵性和磁電耦合材料之間的關(guān)系Fig.1-1 Relationship between multiferroic and magnetoelectric materials[1]

結(jié)構(gòu)即屬于這 10 種結(jié)構(gòu)中的一種[9, 10]。想的鈣鈦礦 ABO3結(jié)構(gòu)為簡單立方晶胞，空間群為 Pm3m[9, 10]鈣鈦礦的晶體結(jié)構(gòu)圖。其中，離子半徑較大的 A 位陽離子位于，與氧原子構(gòu)成 12 配位。半徑較小的 B 位陽離子占據(jù)立方體子形成 6 配位，并且構(gòu)成 BO6八面體，氧離子位于八面體面心在的材料往往為了降低對稱性而并非是標準的立方結(jié)構(gòu)[11]。早在 1970 年由 Michel 等人通過 X 射線衍射和中子衍射技術(shù)對品和 BiFeO3多晶粉末樣品進行分析得出[4, 12]。后來經(jīng)驗證，立方結(jié)構(gòu)（扭曲的菱形鈣鈦礦結(jié)構(gòu)），屬于 R3c 空間群（a=50 ，α = 89.30°）[13, 14]，相鄰的 FeO6八面體沿[111]極化軸方向 11°[13, 14]，使得晶體具有較低的能量且沿著[111]方向進行自發(fā)結(jié)構(gòu)如圖 1-5。該結(jié)構(gòu)容易受到溫度、應變以及組分變化的影。在高溫時（>1100 K），鐵酸鉍結(jié)構(gòu)會發(fā)生一級相轉(zhuǎn)變，由 Rm 和正交 γ 相[8, 15, 16]，并且通過摻雜其他元素或者形成固溶體不同的相結(jié)構(gòu)（單斜、四方、正交或者三斜）和相界[17-21]。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]摻雜對鐵酸鉍薄膜漏電流及鐵電性的影響[J]. 謝元濤,王鳳起,張弋澤,蔡葦.  表面技術(shù). 2018(01)
[2]弛豫多鐵性材料研究進展[J]. 魏永星,靳長清,曾一明.  無機材料學報. 2017(10)
[3]晶粒尺寸對鐵酸鉍薄膜性能調(diào)控研究進展[J]. 王巍,曾志欣,鄧小玲,高榮禮.  電子元件與材料. 2017(08)
[4]鐵酸鉍基多鐵陶瓷的微觀結(jié)構(gòu)和介電性能研究[J]. 王大偉,王青山,王美麗,劉峰斌,趙全亮,崔巖.  壓電與聲光. 2015(05)



本文編號：3103366