单相多铁材料的制备和性能研究

论文摘要

磁电（ME）多铁材料由于铁磁、铁电、铁弹性共存而具有丰富的物理意义以及其在存储设备，感应器，自旋电子器件等方面潜在的应用价值，最近几年一直被广泛研究。然而在室温下同时具有铁电性与铁磁性的材料却很少。在本论文中通过离子掺杂改性，获得了室温下具有多铁性质的材料。（1）我们采用柠檬酸溶胶凝胶法成功制备了用V、Mn、Fe、Co、Ni、Zn离子对Bi5Ti3FeO15掺杂的样品，并研究了不同离子掺杂对Bi5Ti3FeO15材料磁性、铁电性的影响。试验结果表明，Co、Ni离子的掺杂可以提高Bi5Ti3FeO15在室温下的铁磁性；但同时对应的样品的铁电性有小幅下降。（2）通过溶胶凝胶法成功制备了铋层状钙钛矿结构的Bi5Ti3Fe1-xCoxO15（X=0、0.2、0.4、0.5、0.6、0.8、1.0）系列样品，并对掺杂浓度、烧结温度（850℃、900℃、950℃、1000℃）对材料性能影响进行了研究。实验结果为：x=0.2、0.4、0.5、0.6的样品获得了微弱的室温铁磁性能，所有的样品在掺杂后出现铁电性变差的现象；在研究烧结温度对材料磁性影响中发现，高温烧结会增强材料的室温铁磁性。（3）通过溶胶凝胶法制备了不同Mn掺量的Ba0.93La0.07Ti1-xMnxO3（x=0、0.02、0.04、0.06、0.08），A、B位的共掺杂使此系列样品具有了室温铁磁性；在此基础上我们研究了不同Mn掺量对材料铁磁性和铁电性的影响，发现实验中的结果可以归结为Mn离子掺杂引起的晶格畸变以及氧空位的作用。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 多铁性材料相关概念简介
• 1.3 多铁材料定义
• 1.4 多铁材料分类
• 1.5 磁电耦合效应（magnetoelectric effects,ME）
• 1.6 多铁材料的应用及存在问题
• 1.7 本论文选题思路及主要内容
• 2 样品制备工艺及测试分析技术
• 2.1 引言
• 2.2 陶瓷材料制备方法简介
• 2.3 实验样品的制备
• 2.4 实验样品结构简介
• 2.5 样品分析测量方法
• 2.6 本章小结
• 5Ti₃Fe_0.5M_0.5O₁₅（M=V、Mn、Fe、Co、Ni、Zn）陶瓷材料研究'>3 Bi₅Ti₃Fe_0.5M_0.5O₁₅（M=V、Mn、Fe、Co、Ni、Zn）陶瓷材料研究
• 3.1 引言
• 5Ti₃Fe_0.5M_0.5O₁₅相结构分析'>3.2 Bi₅Ti₃Fe_0.5M_0.5O₁₅相结构分析
• 5Ti₃Fe_0.5M_0.5O₁₅样品的铁磁性'>3.3 Bi₅Ti₃Fe_0.5M_0.5O₁₅样品的铁磁性
• 5Ti₃Fe_0.5M_0.5O₁₅样品的铁电性'>3.4 Bi₅Ti₃Fe_0.5M_0.5O₁₅样品的铁电性
• 3.5 本章小结
• 5Ti₃Fe_0.5M_0.5O₁₅体系陶瓷材料研究'>4 Bi₅Ti₃Fe_0.5M_0.5O₁₅体系陶瓷材料研究
• 4.1 引言
• 5Ti₃Fe_0.5M_0.5O₁₅体系样品的结构表征'>4.2 Bi₅Ti₃Fe_0.5M_0.5O₁₅体系样品的结构表征
• 5Ti₃Fe_0.5M_0.5O₁₅体系样品的铁磁性'>4.3 Bi₅Ti₃Fe_0.5M_0.5O₁₅体系样品的铁磁性
• 5Ti₃Fe_0.5M_0.5O₁₅体系样品的铁电性'>4.4 Bi₅Ti₃Fe_0.5M_0.5O₁₅体系样品的铁电性
• 4.5 本章小结
• 0.93La_0.07Ti_1-xMn_xO₃系列陶瓷材料研究'>5 Ba_0.93La_0.07Ti_1-xMn_xO₃系列陶瓷材料研究
• 5.1 引言
• 0.93La_0.07Ti_1-xMn_xO₃系列样品的结构表征'>5.2 Ba_0.93La_0.07Ti_1-xMn_xO₃系列样品的结构表征
• 0.93La_0.07Ti_1-xMn_xO₃系列样品的铁磁性'>5.3 Ba_0.93La_0.07Ti_1-xMn_xO₃系列样品的铁磁性
• 0.93La_0.07Ti_1-xMn_xO₃系列样品的铁电性'>5.4 Ba_0.93La_0.07Ti_1-xMn_xO₃系列样品的铁电性
• 5.5 本章小结
• 6 全文总结
• 致谢
• 参考文献