bifeo3基陶瓷地制备及多铁性的研究

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1、AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringStudiesonthefabricationandmultiferroicPropertyofBiFeO3-basedceramicCandidate：AoLijiaoMajor：Materialsphysics&chemistrySupervisor：Prof.XiongYonghongEngi.YuBenfangHuazhongUniversityofScience&TechnologyWuhan,Hub

2、ei430074,P.R.ChinaJanuary,2012独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分

3、内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在_____年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日摘要近年来，多铁性材料由于同时具有铁电性、铁磁性甚至铁弹性等两种或两种以上基本铁性并且在这些铁序态之间存在磁电耦合等多种耦合效应而展现了丰富的物理内容，在新型传感器、自旋电子器件和高密度存储器件等方面具有广阔的应用前景。BiFeO3是唯一在室温下具有铁电性和G型反铁磁性的多铁性材料，具有高的居里温度Tc(1103K)和奈尔温度TN（643K）。但由于本体B

4、iFeO3材料中存在低电阻、缺陷或非化学计量比等导致其漏电流密度较大，很难测得其铁电性。另外，其较弱的铁磁性也极大的限制了其实际应用。因此，本论文旨在通过离子掺杂改性和与磁性物质复合等途径，以改善和增强BiFeO3基陶瓷在室温下的铁电和铁磁等多铁性及其磁电耦合效应，研究影响BiFeO3陶瓷多铁性的改善和增强的机理。主要研究内容和结果如下：2+1.采用溶胶凝胶法并结合快速退火工艺制备了不同摩尔比Ba掺杂量（0、0.05、0.1、0.15、0.2、0.25）的Bi1−xBaxFeO3纳米晶陶瓷。研究表明Ba掺杂量在0.15时BBFO陶瓷具有单相钙钛矿结构和良好的介电性以及最大的剩余极

5、化强度。铁磁性能测试表明随着掺杂量的增加，样品的剩磁和饱和磁化强度逐渐增大。2+2.采用机械球磨法并结合快速退火工艺制备不同摩尔比Ba掺杂（0、0.1、0.15、2+0.2、0.25）多铁材料BiFeO3陶瓷，研究了Ba掺杂量对材料结构、介电常数、铁电和铁磁性能的影响，并分析了原因。3.采用共沉淀法成功制备了纳米四氧化三铁磁流体。研究表明得到的四氧化三铁纳米粒子晶粒小且均匀，平均粒径在10nm左右，且具有室温超顺磁性。4.采用本文中溶胶凝胶法制备的Ba摩尔比掺杂量为0.1的BBFO和共沉淀法制备的纳米Fe3O4粉末制成不同质量比（BBFO:FO=2:1、1:1、1:2）的两相复合

6、体。研究了不同物质，不同用量对其结构、电性能和磁性能的影响。研究表明质量比为1:1的样品具有最好的铁电性和磁性能。关键词：多铁性BiFeO3；铁电性；磁性；掺杂；复合IAbstractInrecentyears,Multiferroicmaterials,whichshowsimultaneouslyferroelectricity,ferromagnetismand/orevenferroelasticity,andthemagnetoelectriccouplingbetweentheferroicorderparameters,havebeenintheforefronto

7、fmaterialsresearchduetotheirinterestingfundamentalphysicsandpotentialapplicationsinsensors,spintronicsandinformationstorage,etc.BiFeO3istheonlyonethatexhibitsbothferroelectricityandG-typeantiferromagnetismatroomtemperature,withahighCurietempe