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文檔簡介
1、鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的鐵酸鉍(BiFeO3)作為一種典型的單相多鐵性材料,其在室溫下可以同時呈現(xiàn)出鐵電性與磁性。這種多鐵性材料在磁存儲介質(zhì)方面有著極其重要的應用前景,能夠成為集鐵電材料和磁性材料于一身的新型記憶材料,并且其電性能與磁性能參數(shù)的耦合在基礎(chǔ)物理方面也具有極其重要的意義。
本文針對鐵酸鉍納米粉體制備、Sr2+與Nd3+離子摻雜、CuCa3Ti4O12摻雜進行了系統(tǒng)地研究與分析,并對制備的鐵酸鉍材料的性能進行表征,研究的主要結(jié)論
2、如下:
(1)結(jié)合超聲化學法與自蔓延法,制備出納米級鐵酸鉍粉體。X射線衍射(XRD)數(shù)據(jù)表明,制備出的粉體是含有少量雜相的納米級鐵酸鉍;利用透射電鏡與粒徑分析儀對制備出的粉體進行分析,發(fā)現(xiàn)超聲可以有效地減少納米顆粒的半徑;鐵磁性分析表明,制備出的鐵酸鉍呈現(xiàn)反鐵磁性,由于顆粒半徑的減少,打亂了原有的自旋結(jié)構(gòu)分布,使得磁性能釋放出來;紫外光度分析儀分析表明,制備出的鐵酸鉍具有較小的能帶和優(yōu)良的光催化使用前景;由于超聲自蔓延法可以減
3、小粒徑大小,增加顆粒表面孔洞,在光降解實驗中,能夠參與到反應的活性空位增多,有利于顆粒對甲基橙的吸附,進而提高了光催化性能。
(2)將 Sr2+與 Nd3+離子摻入到納米鐵酸鉍晶格中,通過 XRD分析,發(fā)現(xiàn)離子的摻雜可以有效抑制雜相的生成,并且隨著摻雜量的增加,晶格結(jié)構(gòu)由菱方相轉(zhuǎn)變成偽正方相,同時,離子摻入后能夠減小晶粒的尺寸;相對于在宏觀尺寸下的鐵酸鉍,摻雜量在較少的情況下可以引起相轉(zhuǎn)變的提前發(fā)生;由于摻雜的作用,Sr2+與
4、Nd3+離子都可以提高鐵酸鉍整體的磁性能,其原因主要是摻雜元素可以使自旋結(jié)構(gòu)發(fā)生傾斜;另一方面磁性能也隨著納米粒徑的減小而得到提升。
(3)引入具有鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的CuCa3Ti4O12摻入到鐵酸鉍中,通過XRD分析,隨著摻雜量的增加,雜相減少,當摻雜量達到20mol%,雜相基本消失,晶格結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變成偽正方相結(jié)構(gòu);阻抗分析表明,CuCa3Ti4O12的加入可以提高鐵酸鉍的晶界電阻,增加其活化能,降低了缺陷含量,抑制載流子的運動;介電
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