单相多铁材料BiFeO_%2c3_的溶胶凝胶法制备与表征(1)

《单相多铁材料BiFeO_%2c3_的溶胶凝胶法制备与表征(1)》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、河南大学硕士学位论文单相多铁材料BiFeO<,3>的溶胶凝胶法制备与表征姓名：刘朝霞申请学位级别：硕士专业：凝聚态物理指导教师：杜祖亮20070601河南大学2004级凝聚态物理专业硕士学位论文单相多铁材料BiFe03的溶胶凝胶法制备与表征中文摘要菱形扭曲的钙钛矿结构的BiFe03是一种新型的多铁材料，由于其在室温下同时具有电有序和磁有序而引起了人们的极大兴趣。BiFe03的晶体结构属于R3c空间群，晶格常数为ar_5．634A和at=59．348。，室温下呈铁电有序(居里温度约为850。C)和反铁磁有序(尼尔温度约为370*(2)。目前对铁酸铋的研究存在以下问

2、题：高极化强度的来源，磁电效应和结构的作用关系等，在制备方法方面主要有制备方法复杂以及纯相不易获得等。而溶胶凝胶法以其工艺简单，制备材料均匀，成分容易控制等优点，在铁电材料制备方面具有很大的优势，是一种非常有用的方法。采用溶胶凝胶法制备BiFe03材料，应该可以得到比较理想的结果。本论文用溶胶凝胶法成功合成了BiFe03粉末和薄膜，并采用x射线衍射(Ⅺ①)、x光电子能谱(XPS)、热分析系统(TG．DTA)、扫描电子显微镜(sEM)、拉曼光谱仪(Ramanspectroscopy)和扫描隧道显微镜(STM)对样品进行了表征，详细研究了样品的结构及部分物化性能。论

3、文的主要工作包含以下三个方面：1．BiFe03粉末的溶胶凝胶法制备和结构研究采用溶胶凝胶法制备了BiFe03粉末，研究了不同条件(温度及稀硝酸含量)对样品的影响，优化了制备条件，得到单一相的BiFe03粉末。XRD结果显示粉末为菱形扭曲的钙钛矿结构，晶格常数为at=5．6107A和ac=59．478。。采用变温XRD表征了其结构稳定性，结果表明粉末晶格常数随温度升高逐渐增大，呈现正的热膨胀性质(线河南大学2004级凝聚态物理专业硕士学位论文2007．6性热膨胀系数a=1．1327x10。5／"C)。2．BiFe03粉末的物理化学性质研究XPS研究结果显示样品中不

4、存在Fe2+离子，为单一的BiFe03相。根据TG．DTA可知粉末相变温度为837"(2附近。同时对粉末进行了拉曼光谱表征，拉曼峰分别位于168cm一，261cm～，477em。and520cm。1附近，谱线中峰形相对较宽。根据XRD数据对R3e群粉末的菱形晶胞进行了理论模拟，得出了计算结果以及实验和计算结果的差异，给出了精修后的晶体结构参数，结果发现原子位置，晶格参数和原子间距有一定的扭曲。3．用溶胶凝胶法在硅基底上制备BiFe03薄膜及其表征用溶胶凝胶法在硅基底上制备了BiFe03薄膜，优化了制膜条件。并用XRD、SEM和AFM进行了表征。结果表明薄膜为纯相

5、的BiFe03，并且表面平整、致密，具有较好的结晶性。关键词：多铁材料、BiFe03、溶胶凝胶、粉末、物理化学性质、薄膜河南大学2004级凝聚态物理专业硕士学位论文2007．6Sol-GelSynthesisandCharacterizationofSingle—phaseMultiferroieBiFeO{AbstractBismuthferriteBiFe03withperovskitestructureisonesuchmaterialandisofparticularinterestintermsofpracticalapplications，becau

6、sebothitselectricalandmagneticorderingtemperaturesalewellaboveroomtemperature．ThecrystalsymmetryofpureBiFe03belongstothespacegroupR3e．Therhombohedralunitcellparametersareat=5．634Aandctr=59．3480．IthasferroelectricpropertieswithhighCurietemperature(Tc～850"C)andantiferromagneticbehavior

7、withN6eltemperature(TN一370"(2)atroomtemperature．ThemainproblemsofstudyonBiFe03Canbeconcluded：theoriginofhighpolarization，therelationofmagnetoelectricitytostructure，synthesismethodiscomplicatedandphasepuresampleisdifficulttoobtainandSOon．Sol—gelmethodhasmanyadvantagesinsynthesisofferr

8、oelectries，s