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掺杂稀土的纳米BiY_2Fe_5O_(12)铁氧体的合成及磁性能研究

董彪  
【摘要】:纳米石榴石型铁氧体是常用的软磁材料,同时它也具有磁光性能,近年来,人们发现掺Bi 的钇铁石榴石型铁氧体在磁光性能上增大1-2 个数量级,所以Bi-YIG 受到广泛关注。本实验用溶胶凝胶法合成单相的纳米石榴石型铁氧体BiY_2Fe_5O_(12),在其具有优良的磁光性能基础上进一步掺杂稀土离子,研究其结构和磁性能的变化。 探索合成纳米石榴石铁氧体BiY_2Fe_5O_(12)的最佳条件,从离子半径和离子磁矩两方面考虑,以BiY_2Fe_5O_(12)相同的实验条件合成掺杂稀土离子Gd~(3+)、Sm~(3+)、La~(3+)和Cr~(3+)、Al~(3+) 的BiY_2Fe_5O_(12)体系。 石榴石铁氧体有三种次晶格,分别为24c,16a,24d 位,通过实验证明:Gd~(3+)、Sm~(3+)、La~(3+)等离子取代Y~(3+)进入24c,而Cr~(3+)和Al~(3+)的离子半径小,只能取代Fe~(3+)离子,但是他们的占位倾向性不同,Cr~(3+)倾向于取代八面体位的Fe~(3+)离子,Al~(3+)倾向于取代四面体位的Fe~(3+)离子。通过大量的实验数据,对掺杂离子的石榴石铁氧体的结构和磁性能进行了深入讨论。掺杂的离子磁矩和占位倾向性各不相同,所以可以通过改变掺杂离子的种类和掺杂量来改变石榴石铁氧体的磁性能,在应用上具有重要意义。


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