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《中国科学技术大学》 2006年
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多铁性材料BiFeO_3溶胶—凝胶制备及磁性研究

许雪芹  
【摘要】:作为一种典型的单相多铁性材料,铋铁氧体(BiFeO_3)具有钙钛矿结构,是少数在室温下同时具有铁电性和磁性的材料之一,室温下呈反铁磁有序(尼尔温度为673 K)和铁电有序(铁电居里温度为1103 K)。BiFeO_3剩余极化值Pr可达到90μC/cm~2,接近强铁电材料锆钛酸铅(PbZr_xTi_(1-x)O_3)的性能,成为无铅铁电材料的重要候选材料之一。因而,BiFeO_3在新型存储器件,自旋电子器件方面都有着广泛的应用前景并受到了广泛的关注。目前,尽管通过解决BiFeO_3薄膜的漏导获得了大的剩余极化,其室温下弱的磁性却没有得到大的改善,离应用还有差距。因此如何增强BiFeO_3的磁性是目前需要解决的最主要的问题。另一方面,BiFeO_3中Fe容易出现变价,导致漏导增加,也影响其本身的磁性质。因此如何获得具有纯相BiFeO_3也很重要。此外,人们在具有长波长反铁磁(AF)有序的稀土锰氧化物GdMnO_3中也发现了磁性有序与铁电有序共存,它是另外一种新型的磁电耦合材料。考虑到这两种体系在未来的微型器件领域的应用,如何合成低维纳米尺度的样品及与之关联的物性研究显得非常迫切。 本文的主要研究内容和结果摘要如下: 1.采用溶胶—凝胶法制备了Bi_(0.9-x)Gd_xLa_(0.1)FeO_3(x=0.3,0.5,0.6和0.7)样品,研究了这一体系的晶体结构,红外、磁化强度和超声等性质。实验结果发现,在磁化曲线M—T上出现了负磁矩现象,并且在温度补偿点附近矫顽力达到了最大值。我们对这一现象进行了深入的研究。研究表明体系存在两种磁晶格:Fe~(3+)离子磁晶格与Gd~(3+)离子磁晶格,这两种磁晶格之间通过反铁磁耦合;因为两种磁晶格的净磁矩M_(Fe)和M_(Gd)大小不相等,而方向相反,形成了亚铁磁性。 2.把模板法的优点和简单的溶胶—凝胶工艺结合起来,在纳米氧化铝模板孔洞中成功地制备了大面积、高填充率、致密的BiFeO_3的有序纳米管阵列。这一结果被场发射电子扫描电子显微镜(FE-SEM),透射电子显微镜(TEM)以及选区电子衍射(SAED)所证实。同时对其磁特性进行研究,结果表明,BiFeO_3纳米管体系中存在超顺磁性和铁磁性,这在以前的实验里都没有报道过。磁场平行纳米管阵列
【学位授予单位】:中国科学技术大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:O482.5

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【引证文献】
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1 靳莉;铋复合氧化物的水热合成,表征及应用[D];西安建筑科技大学;2010年
2 刘牛;电泳沉积法制备纳米磁电多铁性复合薄膜的研究[D];华中科技大学;2009年
【共引文献】
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2 张辉,杨俊峰,方亮,杨卫明;铁电-铁磁复合材料的研究现状及发展趋势[J];材料导报;2003年06期
3 卓长平;张雄;王雪梅;刘娟;;纳米六角晶系铁氧体吸波材料的制备方法及研究进展[J];材料导报;2005年04期
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7 李学勇;付亚东;翁履谦;宋申华;;液相包裹法制备Pb(Mg_(1/3)Nb_(2/3))O_3-CoFe_2O_4磁电耦合材料[J];材料开发与应用;2006年04期
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1 ;STRUCTURAL AND DIELECTRIC PROPERTIES OF COBALT-COPPER FERRITE/BARIUM-STRONTIUM TITANATE COMPOSITES[A];第三届全国压电和声波理论及器件技术研讨会论文集[C];2008年
2 李伟;宋春花;包鹏;马骏;朱劲松;王业宁;;复合体材料CuFe_2O_4-Pb(Mg_(1/3)Nb_(2/3))O_3的内耗和介电损耗[A];第七届全国内耗学术会议论文集[C];2003年
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10 刘敬松;FRAM铁电材料的微结构与电性能研究[D];电子科技大学;2005年
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1 张旭辉;渗流型BT-NZF复相粉体的吸波机理研究[D];浙江大学;2011年
2 王敏;多铁性材料的制备及性能表征[D];武汉理工大学;2011年
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7 吴玮;Ni/PZT层状磁电复合材料的制备与性能研究[D];南京航空航天大学;2011年
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9 郑亚楠;电泳沉积法制备铁磁膜及磁电复合膜的研究[D];华中科技大学;2011年
10 马全超;基于拮抗原理的仿生致动元件设计[D];上海交通大学;2012年
【同被引文献】
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2 陈辉;方庆清;李雁;黄凯;杨景景;王翠平;;钴铁氧体Co_xFe_(3-x)O_4结构和磁性研究[J];安徽大学学报(自然科学版);2007年04期
3 王文生;BSO晶体的光学特性及在实时全息术中的应用[J];半导体光电;1997年04期
4 刘辉,朱梅英,魏雨;纳米金属氧化物粉体的液相制备和表征进展[J];微纳电子技术;2004年11期
5 曹玉萍;李玉国;孙钦军;;电泳沉积法制备MgO薄膜[J];微纳电子技术;2007年01期
6 朱亚彬,周岳亮,成正维;电泳法制备YBCO超导厚膜的电阻特性研究[J];北京交通大学学报;2005年03期
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