ZnSe電子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的第一性原理研究.pdf

1、BiFeO3(BFO)是到目前為止幾乎唯一同時在室溫以上表現(xiàn)出鐵電性和鐵磁性的材料，是最有希望得到應(yīng)用的材料之一，但大的漏電流和弱的鐵磁性等問題一直制約其發(fā)展和應(yīng)用。針對這些問題，本論文著重于多鐵材料BFO的A、B、AB位摻雜以及與ABO3結(jié)構(gòu)材料固溶改性研究。通過對它們陶瓷樣品的微結(jié)構(gòu)、鐵電、磁電和介電性能的研究，有助于了解摻雜和固熔對BFO多鐵材料的性能影響的機(jī)理，并指導(dǎo)設(shè)計有實用性能的新型存儲材料。摻雜的樣品在普通爐子里采用快速液

2、相燒結(jié)工藝制備，固熔的樣品則采用固相燒結(jié)工藝。 分別采用快速液相工藝和固相燒結(jié)工藝制備了A位Nd摻雜BiFeO3多鐵陶瓷，實驗發(fā)現(xiàn)前者制備的樣品不管是相的純度還是性能均明顯優(yōu)于后者制備的樣品。X射線衍射結(jié)果顯示采用液相工藝制備的樣品在摻雜量x=0.10附近出現(xiàn)明顯的結(jié)構(gòu)相變，且摻雜后樣品的剩余磁化(2Mr)和剩余極化(2Pr)都得到一定程度的提高，以鐵電性能改善最為明顯。摻雜后剩余極化(2Pr)呈現(xiàn)出先增大后減小的規(guī)律。當(dāng)摻雜量

3、x=0.10時，樣品的耐壓性能最好，觀察到了完全飽和的電滯回線，且在200kV/cm外加電場下剩余極化達(dá)到最大值2Pr=49.4μC/cm2比未摻雜時提高了117.6％。隨著Nd的摻雜，樣品介電常數(shù)隨溫度的關(guān)系曲線上在尼爾溫度(TN)之前170℃附近多出一個介電峰，但是在BiFeO3樣品中并未發(fā)現(xiàn)該介電現(xiàn)象。 僅采用Co3+離子摻雜BiFeO3陶瓷，雖然采用快速液相制備仍很難形成單相材料，在主相為BiFeO3相的基礎(chǔ)上，多出Bi

4、12.66Co0.33O19.33，Bi25FeCoO40相。然而Co3+、Nd3+離子共摻的X射線衍射結(jié)果顯示，Nd3+離子的引入可以極大的減少這些相的數(shù)目即一定程度上起到穩(wěn)定BiFeO3結(jié)構(gòu)的作用。但隨著Co3+離子摻雜量的增加BNFCO-x(x=0-0.3)樣品逐漸從菱形相(R3c空間群)轉(zhuǎn)變?yōu)榱⒎较?123)。樣品的鐵電性能隨著摻雜逐漸減小，摻雜量越大電滯回線越差，但是小量的Co3+離子摻雜可以保持BNFO材料原來較好的鐵電性能

5、。樣品的磁電性能均得到了提高，但是BNFCO-x(x--0-0.09)陶瓷的磁性能明顯差于BFCO-x(x=0-0.09)陶瓷。隨著Co3+離子摻雜量的增加，原來Bio.9Nd0.1FeO3材料介溫譜中在150℃附V摻雜與Zn空立ZnSe體系，并沒有因為雜質(zhì)或空位的存在而發(fā)生晶格畸變，V摻雜ZnSe體系由于雜質(zhì)原子能級的存在，費米面附近的能級連續(xù)，從而表現(xiàn)出明顯的金屬性，Zn空位ZnSe體系由于Zn空位能級的存在，導(dǎo)致費米面能量降低，價