碱金属离子对BiFeO_3及Sm掺杂BiFeO_3合成与磁性调控研究.pdf

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1、碱金属离子对BiFeO3及Sm掺杂BiFeO3合成与磁性调控研究车开宁2015年06月中图分类号：TB34UDC分类号：537碱金属离子对BiFeO3及Sm掺杂BiFeO3合成与磁性调控研究作者姓名车开宁学院名称材料学院指导教师李祥副教授答辩委员会主席邢长民高级工程师申请学位工学硕士学科专业材料工程学位授予单位北京理工大学论文答辩日期2015年6月ResearchofalkalimetalionsdopingonthecontrolandmagnetismofBiFeO3andSmdopingBiFeO3Candidat

2、eName:KainingCheSchoolorDepartment:MaterialScienceandEngineeringFacultyMentor:Prof.XiangLiChair,ThesisCommittee:SeniorengineerChangminXingDegreeApplied:MasterofEngineeringMajor:MaterialEngineeringDegreeby:BeijingInstituteofTechnologyTheDateofDefence:June，2015研究成果

3、声明本人郑重声明：所提交的学位论文是我本人在指导教师的指导下进行的研究工作获得的研究成果。尽我所知，文中除特别标注和致谢的地方外，学位论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京理工大学或其它教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的合作者对此研究工作所做的任何贡献均已在学位论文中作了明确的说明并表示了谢意。特此申明。签名：日期：北京理工大学硕士学位论文摘要BiFeO3是一种十分典型的单相多铁性材料，并且是唯一在室温下同时具有反铁磁性和铁电性的单相ABO3型陶瓷氧化物材料，BiFeO3这种特性

4、赋予了它特殊的用途，可望广泛使用在滤波器、红外探测、传感器、存储器等器件上，是目前研究的热点。但是其反铁磁性对其应用有极大的限制，并且BiFeO3材料中存在着大量氧空位，导3+2+致其合成纯相材料非常困难，其中的一个主要原因就是其中有大量的Fe转化为Fe，从而产生大的漏电流，无法形成饱和极化，也就限制了其在器件上的发展。如何实现BiFeO3对外表现出宏观铁磁性对提升该材料的应用具有重要意义。本文采用水热法制备了KOH，NaOH，LiOH作为矿化剂的BiFeO3和Sm掺杂的BiFeO3粉末，并分别对其形貌、结构、相变、铁磁

5、性能等进行了系统分析研究。主要研究结果如下：以KOH为矿化剂能够提高BiFeO3的铁磁性，随着KOH浓度增加，其铁磁性增加；而以NaOH为矿化剂制备BiFeO3，随着NaOH浓度增加，其铁磁性降低。在一定浓度范围内，选用KOH和NaOH作为矿化剂均可以制备出纯净的BiFeO3，而选用LiOH作为矿化剂则不能制备出纯净的BiFeO3。对BiFeO3进行Sm元素的掺杂可以增强其铁磁性，而且Sm掺杂对BiFeO3的铁磁性增强效果比KOH对BiFeO3的铁磁性增强效果还要强。关键词：BiFeO3；矿化剂；磁极化子模型；铁磁性I北

6、京理工大学硕士学位论文AbstractBiFeO3isthesingle-phaseABO3ceramicoxidematerialatroomtemperaturewhichhasantiferromagneticandferroelectricatthesametime.ThespecialfeatureofBiFeO3makesitwidelyusedinfilter,infrareddetection,sensors,memorydevices,andsoon.Andtherearealargenumberofo

7、xygenvacanciesinBiFeO3material,makingpurephase3+materialisverydifficult,oneofthemainreasonisthattherearealotofFechangeinto2+Fe,resultinginalargeleakagecurrent,unabletoformsaturatedpolarization,alsolimitsthedevelopment.It’santiferromagneticcomesfromspiralstructure

8、，andtheantiferromagnetichasgreatlylimitsitsapplication，howtomakemagneticavailableisthekey.TheresearchuseshydrothermalmethodwithKOHandNaOH，LiOHasmineralizerandS