多鐵材料的制備及其電磁性能調(diào)控.pdf

1、1994年，Hans Schmid首次明確定義了多鐵性材料，即同時(shí)擁有兩種或兩種以上鐵有序（鐵磁性、鐵彈性、鐵電性和鐵渦性）參數(shù)的材料。近年來(lái)，有關(guān)多鐵性材料的研究主要集中在兩大問(wèn)題上：如何提高材料的基本屬性(鐵電性、鐵磁性等)？如何實(shí)現(xiàn)材料大的電磁場(chǎng)響應(yīng)？基于上述問(wèn)題，我們通過(guò)改變材料結(jié)晶度、元素?fù)诫s和降低樣品維度等方法，增強(qiáng)了單相多鐵材料BiFeO3(BFO)的室溫鐵磁性；同時(shí)，我們構(gòu)建了電磁性能測(cè)試體系，對(duì)BFO薄膜和La0.67

2、Ca0.33MnO3(LCMO)/0.71Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-0.29PbTiO3(PMN-PT)復(fù)合多鐵材料在電場(chǎng)調(diào)控下的響應(yīng)行為進(jìn)行了研究。獲得的主要?jiǎng)?chuàng)新性成果如下：
　　1.采用水熱反應(yīng)法和化學(xué)共沉淀法分別制備了純相和摻雜的BFO納米顆粒，對(duì)其結(jié)構(gòu)和磁特性進(jìn)行了研究。在結(jié)晶顆粒和非晶共存的樣品中獲得了增強(qiáng)的室溫鐵磁性，表明結(jié)晶和非晶界面有助于增加凈余磁矩量，提高材料鐵磁性；此外，利用元素?fù)诫s實(shí)現(xiàn)了對(duì)BFO鐵磁性

3、的控制，第一原理計(jì)算結(jié)果表明，摻雜引起磁性增強(qiáng)的主要原因是不同元素固有磁矩差異導(dǎo)致的剩余磁矩。
　　2.利用靜電紡絲法制備了BFO納米管，研究了一維納米材料的獨(dú)特結(jié)構(gòu)對(duì)BFO鐵磁性的影響。結(jié)果表明一維的納米管結(jié)構(gòu)能夠改善 BFO的室溫鐵磁性。通過(guò)對(duì)其微觀結(jié)構(gòu)、元素價(jià)態(tài)分布，及其低溫下的靜態(tài)、動(dòng)態(tài)磁特性研究發(fā)現(xiàn)。BFO納米管的鐵磁性主要源自于微觀表面積增大導(dǎo)致的凈余磁矩增加。
　　3.溶膠-凝膠旋涂法制備了BFO薄膜。為了進(jìn)一

4、步探索BFO的電磁場(chǎng)響應(yīng)，構(gòu)建了電磁性能測(cè)試體系，對(duì)BFO薄膜在電場(chǎng)調(diào)控下的輸運(yùn)行為進(jìn)行了研究。此外，為了提高BFO薄膜阻變效應(yīng)的穩(wěn)定性，在元素?fù)诫s和薄膜復(fù)合等方面做了深入研究，最終實(shí)現(xiàn)了電場(chǎng)調(diào)控的穩(wěn)定阻變效應(yīng)。
　　4.通過(guò)磁控濺射在PMN-PT襯底上制備了LCMO薄膜，對(duì)LCMO/PMN-PT復(fù)合多鐵材料的電磁場(chǎng)響應(yīng)行為進(jìn)行了研究。研究發(fā)現(xiàn)，PMN-PT的各向異性壓電效應(yīng)可以調(diào)節(jié)LCMO薄膜的晶格結(jié)構(gòu)，最終實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定的、非易失