A位掺杂与离子占位对层状钙钛矿多铁性的影响

来源 :扬州大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:sticker2009
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
铋系层状氧化物多铁性材料是一类由(Bi2O2)2+和类钙钛矿结构的[Am-1BmO3m+1]2-单元沿c方向周期性排布的材料,这种结构通常也被称为Aurviilius相。这种材料由于可能在室温以上同时存在铁电性和铁磁性而备受瞩目。在铋系层状氧化物中,占据类钙钛矿B位八面体中心的Ti/Fe离子非中心对称,与周围的氧离子形成强的相互作用,从而表现出其特有的铁电性和铁磁性,为实现室温以上多铁性提供了可能,有望在探索新型高密度存储器、传感器和自旋电子器件等领域发展新的途径。  本文主要以四层钙钛矿结构的Bi5Fe0.5Co0.5Ti3O15(BFCT)作为母体材料,研究了不同元素掺杂、氧空位浓度以及制备方法对材料结构和多铁性能的影响。实验以传统的固相合成法为主要制备手段,采用高温烧结来制备多铁陶瓷样品。论文首先采用一种改进的固相合成方法研究了A位掺杂元素浓度对材料结构和性能的影响,然后对稀土元素A位掺杂时不同氧空位浓度对BFCT材料性能产生的差异进行了研究,最后对比了不同制备方法导致的A位掺杂元素离子占位不同对BFCT微观结构、多铁性能等导致的差别。  论文的第一章介绍了多铁材料研究的相关背景,包括多铁材料研究的主要内容、现状以及目前的研究进展。  第二章的内容为陶瓷材料常用的制备方法和性能、结构表征手段的基本原理介绍。  第三章首先介绍了采用插入法改良的固相合成制备手段研究A位掺杂浓度对BFCT陶瓷材料结构、铁电、铁磁性能等方面的影响。分别选用0,0.25,0.5,0.75,1.0的A位La掺杂量,将Bi1-xLaxFe0.5Co0.5O3简单钙钛矿材料,掺杂进事先制备好的三层Bi4Ti3O12中烧结多铁陶瓷样品。研究表明采用将掺La的磁性单元插入铁电母体中会对材料的综合性能产生一定的影响,并且随着掺杂量的增加,样品的微观结构也逐渐发生变化。通过对比研究发现La掺杂量为0.75时获得较好的多铁综合性能。  第四章介绍采用传统固相烧结工艺制备四层铋系层钙钛矿单相多铁材料Bi4.25R0.75Fe0.5Co0.5Ti3O15(R=La,Pr,Sm,Eu,Gd,Dy)陶瓷样品,以对比研究不同稀土元素A位掺杂对单相多铁材料微观结构、铁电、铁磁等性能的影响。研究表明随着掺杂元素的离子半径的变化样品的微观结构和性能参数也发生了一定程度有规律的变化。在研究过程中发现了氧空位对样品性能可能存在影响,选取Bi425La0.75Fe0.5Co05Ti3O15(BLFCT)样品进行了气氛处理,重点研究了氧空位浓度对样品的多铁性能,尤其是在包括磁相变温度在内的磁性能方面存在的影响及变化规律。  第五章考虑到层状钙钛矿结构中掺杂离子的占位不同可能会对材料的性能产生不同的影响,实验尝试采用可能影响掺杂元素占据位置的不同制作工艺,即在3层钙钛矿铁电材料Bi4Ti3O12和Bi3.25La0.75Ti3O12中分别插入Bi0.25La0.75Fe0.5Co0.5O3和BiFe0.5Co0.5O3制备单相多铁材料Bi4.25La0.75Fe0.5Co0.5Ti3O15(分别表示为:BTO+BLFC和BLTO+BFC)陶瓷样品,并与传统固相工艺制备的Bi4.25La0.75Fe0.5Co0.5Ti3O15样品(BLFCT)进行比较分析。通过对样品的微观结构和形貌的研究发现,三种不同过程的固相工艺均可以制备出4层结构的钙钛矿相样品。样品在室温下也均表现出一定的铁电性和铁磁性,同时,三种工艺过程导致样品磁相变温度也出现了明显的变化。  第六章是对全文研究内容的总结,以及对下一步可进行研究工作的展望。
其他文献
热、电能量之间的直接转化可以通过热电效应这一简单的物理原理直接实现,而这种直接的转化就为废热发电和热电制冷或制热提供了一个简单有效的途径。热电材料是实现这种转化的
当今社会信息传播迅速,世界各个角落发生的重大事件,在第一时间就能通过电视、广播、网络等媒介让世人知晓。新闻报道能够近距离、多角度、高效率地传递世界信息,折射最新动态,是
氧化石墨烯(GO)含有一系列氧官能团,如羧基、酮、环氧和羟基,使其在光电子纳米器件、催化、复合材料和药物传递中有着良好的应用。尽管在实验和理论上已经做了大量的研究,但GO的
创意是平面广告设计的核心,也是它的魅力所在。共生图形作为图形创意设计的一种表现手法,在视觉上具有趣味性和巧妙性。这种特殊的形式应用在平面广告中,可以丰富平面广告设
请下载后查看,本文暂不支持在线获取查看简介。 Please download to view, this article does not support online access to view profile.
农村家庭教育问题自古以来就受到人们的关注,但被做为一种学科进行研究,在我国也就是近年来的事情。这是时代的发展,人才的需求,学生整体素质提高所必须涉及的问题。这里与家长们
随着计算机性能的飞速发展以及计算方法的进步,计算物理已经成为与理论和实验同等重要的第三种研究方法。另外,随着体系尺寸减小到纳米级以及维度的降低,表面效应、量子限域效应
在学习和研究“三个代表”重要思想过程中,深深地感到:学习毛泽东,学无止境。毛泽东思想对改革开放和现代化建设仍然具有指导意义。毛泽东关于统筹兼顾的思想、研究阶级阶层的方法、主要从思想上建设党等创造性思想和方法,对我们有重要的启迪。毛泽东思想在实践中不断发展,我们需要不断学习。
本文采用理论计算和有限元数值模拟的方法对长脉冲激光辐照层状材料的热力效应进行了建模和求解,研究了其产生、变化直至材料损伤的特性与规律。  基于傅里叶热传导理论和解
“林泉问道——中国国家画院阮荣春工作室教授团队作品展暨当代中国画学术与创作论坛”于2016年4月9日在刘海粟美术馆新馆隆重举行。江浙沪三地十多位著名专家学者和理论家,