BiFe-,1-x-Co-,x-O-,3-陶瓷和薄膜的溶膠-凝膠法的制備.pdf

1、多鐵性材料是指同時具有鐵電有序和磁有序。其中引起人們最關(guān)注的是鉍鐵氧體(BiFe03)，其同時具有鐵電有序(鐵電居里溫度為1103K)和反鐵磁有序(尼爾溫度為673K)。最近報道表明，電阻大的外延和多晶的BiFe03薄膜具有大剩余極化強(qiáng)度(Pr)，例如(001)擇優(yōu)取向的BiFeO3剩余極化強(qiáng)度可達(dá)到90μC/cm2，接近常用的鐵電材料鋯鈦酸鉛(PbZrxTi1-xO3)的性能，成為無鉛鐵電材料的重要候選材料之一。因而，BiFeO3在信

2、息存儲器件和自旋電子器件中應(yīng)用有著潛力。本文研究了BiFe1-xCoxO3陶瓷和BiFe1-XCoxO3薄膜的溶膠-凝膠制備方法。 本文研究的主要內(nèi)容和結(jié)果如下： 1.用溶膠-凝膠法制備BiFeO3膠體，采用快速燒結(jié)工藝，得到了單相的BiFeO3陶瓷，為制備BiFeO3提供了一種新的途徑，這種簡單易行的方法為研究和改善BiFeO3的性質(zhì)，提供了方便。并且研究了單相BiFeO3的結(jié)構(gòu)、鐵電和鐵磁性能。 2.制備了B

3、iFe1-xCoxO3樣品，研究了Co摻雜對BiFeO3結(jié)構(gòu)和性能的影響，發(fā)現(xiàn)Co取代并未改變BiFeO3的結(jié)構(gòu)，Co替代后，BiFeO3有少量Bi25FeO40相。并且研究了BiFe1-xCoxO3的鐵電性能。 3.采用溶膠-凝膠方法成功的在ITO/玻璃襯底上制備了500℃至600℃退火的BiFeO3薄膜，制備的500℃和550℃退火的BiFeO3薄膜為(110)擇優(yōu)取向的單相，而600℃退火的BiFeO3薄膜為完全的隨機(jī)取向

4、，其主相與500℃和550℃退火的BiFeO3薄膜一致，但含有少量Bi2Fe4O9。500℃退火的BiFeO3薄膜的剩余極化強(qiáng)度為0.86μC/cm2。550℃和600℃退火的BiFeO3薄膜均未觀察到標(biāo)準(zhǔn)的電滯回線圖。 4.在ITO/glass襯底上制備的500℃退火的BiFe1-xCoxO3(X取0.00到0.15)薄膜。XRD測試表明所有的薄膜都為(110)擇優(yōu)取向，并且當(dāng)x增大到0.15，開始出現(xiàn)Bi2O3和Fe2O3雜