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同时具有两种或两种以上初级铁性体特征的单相化合物材料为多铁材料,其在磁电数据存储设备、自旋电子器件及磁电容设备等多领域有着极佳的应用前景,因此被广泛研究。作为多铁材料中的代表,钙钛矿结构BiFeO3是目前发现的唯一一种在室温下同时具有铁电性与反铁磁性的单相多铁材料,因此BiFeO3无论是从理论上还是实践上都有很高的研究价值。然而,BiFeO3也存在着一些缺点,BiFeO3的铁磁性、铁电性及疲劳性能都较差,这些缺点成为了BiFeO3通往实际应用道路上面的障碍。因此,出现了许多方法来改善其多铁性,比如使用元素掺杂进行改性研究,又或是使用分子束外延制备薄膜。 在这些方法中,掺杂改性研究对于提高BiFeO3的多铁特性十分有效。基于以上的这些内容,我们选取Mn与Ho元素对BiFeO3掺杂改性。我们通过化学溶胶凝胶法在Pt(100)/Ti/SiO2/Si衬底上面分别制备出BiFeO3(BFO)、Bi0.9Ho0.1FeO3(BHFO)、BiFe0.9Mn0.1O3(BFMO)及Bi0.9Ho0.1Fe0.9Mn0.1 O3(BHFMO)纳米薄膜,并分别对这四种薄膜进行微观结构、表面形貌、铁磁性、铁电性及铁电疲劳性能的测试。 对测试结果分析后发现,相较于纯BFO薄膜,元素掺杂BHFO、BFMO及BHFMO薄膜的铁磁性、铁电性及疲劳性能均得到显著改善。这是由于掺杂Ho元素与Mn元素的BFO薄膜产生晶格畸变,并且其氧空位也得到了有效控制。Ho元素与Mn元素共掺杂改性实验为进一步研究BFO材料的多铁性提供了一种切实可用的方法。