《Nd掺杂BiFeO3多铁陶瓷的磁电性能》.pdf

V01．1l 第11卷第2期 扬州大学学报(自然科学版) No．2 2008年5月 JournalofYangzhouUniVersity(NaturalScienceEdition) May2008 Nd掺杂BiFe03多铁陶瓷的磁电性能 朱瑶钏，王 伟，毛翔宇，陈小兵。 (扬州大学物理科学与技术学院．江苏扬州225002) 摘 杂对BiFeoa微观结构和铁电、磁电及介电性能的影响．X射线衍射谱显示样品BiFe0。的相均已形成，且 在掺杂量z=o．10附近出现结构相变．掺杂后样品的剩余磁化(2M，)和剩余极化(2Pr)都有一定程度的提 高．以铁电性能改善最为明显．当掺杂量z=o．10时，样品的耐压性能最好，可观察到完全饱和的电滞回 线．且剩余极化达到最大值，2P，=o．494C·m～，比未掺杂时提高了117．6％．随着Nd的掺杂．样品介电 常数随温度变化的关系曲线在尼尔温度之前179℃附近多出一个介电峰，但是在BiFeO。样品中并未发现 该介电峰． 关键词：多铁陶瓷；掺杂；剩余极化；剩余磁化；介电常数；尼尔温度 中图分类号：0482．54；TM271 文献标识码：A 文章编号：1007—824X(2008)02一0023一05 多铁材料是一种因为结构参数的有序而导致铁电性、磁性以及铁弹性同时存在并具有磁电耦合 性质的材料，它在探索新型信息存储器、自旋电子器件和设备等方面有着潜在的应用前景．块体的 注．但是纯相材料的制备困难、高漏导以及弱磁性往往阻碍对BF0内在性能的进一步研究，从而极 大地限制了它的应用．[2寸] 高漏导主要是由于铁离子价态的波动(Fe3+一Fe2+)和铋离子的挥发而导致氧空位及杂相的存 在，而弱磁性主要是因BF0自身具有的空间调制自旋结构所导致．BF0材料具有倾斜的G型反铁磁 有序和波长为62nm的空间调制自旋结构，这种结构抑制了陶瓷材料潜在磁电效应的释放和测量．[4] 最近的研究表明，前者可以通过改进制备工艺得到解决[5刁3；后者可以采用对BF0的A位掺杂稀土 thermal BF0已有报道，但其采用RTP(rapidprocesSor，快速升温炉)烧制样品，且对于掺杂后材料介 电性能的研究很少报道．而在本研究中，笔者仅采用普通的高温程控炉进行烧结，拟探讨Nd掺杂 BF0陶瓷的磁电、铁电和介电性能． 1 实验部分 h；将烘干后颗粒尺寸小于1 合；加无水乙醇在球磨罐中球磨24 pm的粉料过筛获得细密的粉末，后 min， 者压成直径为12mm，厚为1．5mm左右的圆片；样品直接放入840，850fc的炉中，分别烧结20 取出迅速冷却至室温，制成陶瓷样品． 收稿日期；2008一Ol一18 基金项目：国家自然科学基金资助项目 *联系人·E一硼日il：xbchen@yzu．edu．cn 万方数据 24 扬州大学学报(自然科学版) 第11卷 056 用X射线衍射仪(M03XHF22型，Cu靶．波长A—o．154nm)对样品进行结构分析．将样品 分别磨至O．2，o．6mm左右，抛光后涂上氧化银银浆，电极直径分别为1．5和7～8mm，分别在500， 800 C下保温4h和5min，还原成上、下测量电极．用铁电性能测量仪(RadiantTechnologyProduct， USA)测量样品室温下的铁电性能，用宽频介电仪(Novocontrol 介电性能，用振动样品磁强计(EV一7，ADECo．USA)测量室温下样品的磁性能． 2结果与讨论 单钙钛矿相均已形成，BNFO—o．oo样品在20。和30。之间有极其微弱的衍射峰，X射线衍射分析表 明，主要是Bi：O。和Bi。Fe。