過渡金屬氧化物的非常規(guī)鐵電與多鐵性研究是近年來凝聚態(tài)物理的重要研究課題。不同于傳統(tǒng)鐵電,混合型非常規(guī)鐵電正逐漸成為多鐵性物理及材料的研究熱點(diǎn),典型的如Ruddlesden-Popper(R-P)型層狀鈣鈦礦氧化物Ca3Ti2O7和Ca3Mn2O7。理論計(jì)算其鐵電性是由氧八面體兩種不同的旋轉(zhuǎn)模式共同畸變導(dǎo)致,但薄膜的鐵電性的研究很少有報(bào)道。探索室溫多鐵性材料也是近年來凝聚態(tài)物理的重要研究課題之一,六角鐵氧化物RFe03在晶體結(jié)構(gòu)上類似錳氧化物RMnO3,但因其穩(wěn)定相為正交結(jié)構(gòu)并沒有展現(xiàn)出很好的多鐵性能。因此,本文用脈沖激光沉積技術(shù)在不同襯底上制備Ca3(Ti1-xMnx)2O7(CMTO)薄膜并研究鐵電性,通過摻雜改變六角鐵氧化物L(fēng)u1-ScxFe0.75Mn0.25O3陶瓷晶格結(jié)構(gòu)以提高磁相變溫度,取得了如下結(jié)果:(1)用脈沖激光沉積技術(shù)在(001)取向的SrTi03襯底上制備不同溫度的CMTO薄膜,通過XRD和原子力顯微鏡(AFM)技術(shù)表征手段確定薄膜的最佳生長溫度為840℃。采用熱釋電電流和變溫鐵電回線的實(shí)驗(yàn)測量研究了不同Mn元素?fù)诫s比例對CMTO外延薄膜鐵電性的影響。實(shí)驗(yàn)表明,不...

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 鐵電材料概述
    1.3 鈣鈦礦氧化物簡介
        1.3.1 鈣鈦礦氧化物的發(fā)展歷程
        1.3.2 鈣鈦礦氧化物結(jié)構(gòu)分類
    1.4 鐵電體的分類
        1.4.1 常規(guī)鐵電體的鐵電極化機(jī)制
        1.4.2 混合型非常規(guī)鐵電體的極化機(jī)制
    1.5 六角鐵氧化物的研究
    1.6 本文的研究目的與內(nèi)容安排
第二章 樣品制備和表征方法
    2.1 引言
    2.2 樣品制備方法
        2.2.1 薄膜制備技術(shù)
        2.2.2 陶瓷樣品制備(固相反應(yīng)法和熱壓法)
        2.2.3 結(jié)構(gòu)表征
    2.3 電磁物性測量
        2.3.1 常見電極制作方法介紹
        2.3.2 綜合物性測量系統(tǒng)
        2.3.3 磁學(xué)測量系統(tǒng)
        2.3.4 鐵電回線測量方法
        2.3.5 熱釋電電流測量方法
    2.4 本章小結(jié)
第三章 Ca₃(Ti_1-xMn_x)₂O₇(0≤x≤0.3)外延薄膜鐵電性能研究
    3.1 背景介紹
    3.2 樣品制備及實(shí)驗(yàn)方法
        3.2.1 Ca₃(Ti_1-xMn_x)₂O₇(0≤x≤0.3)靶材制備
        3.2.2 Ca₃(Ti_1-xMn_x)₂O₇(0≤x≤0.3)外延薄膜生長
    3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
        3.3.1 CMTO靶材性能表征
        3.3.2 薄膜結(jié)構(gòu)表征
        3.3.3 鐵電性質(zhì)表征
        3.3.4 熱釋電
    3.4 討論
    3.5 本章小結(jié)
第四章 Lu_1-xSc_xFe_0.75Mn_0.25O₃陶瓷多鐵性能研究
    4.1 樣品制備
    4.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
        4.2.1 XRD結(jié)構(gòu)表征
        4.2.2 SEM測量結(jié)果
        4.2.3 磁性測量
        4.2.4 討論
    4.3 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
    5.1 總結(jié)
    5.2 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間發(fā)表、待發(fā)表學(xué)術(shù)論文
致謝



本文編號：3810132