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通过缺陷、结构与界面等手段去改善BiFeO3(BFO)薄膜的铁电性,但是单相的BFO薄膜的铁磁性无法满足应用的需求;复合磁性层构建多铁磁电复合薄膜,又会导致铁电性得到恶化。本文采用多元离子掺杂的方式去调节BFO薄膜内部的缺陷,结构与界面效应;同时通过复合磁性层构建多铁磁电复合薄膜探究铁电性恶化的机理,通过磁性层的离子掺杂优化多铁磁电复合薄膜的多铁特性。本论文通过溶胶凝胶方法制备了 Bi0.82-xLa0.18BaxFe0.94Mn0.04Co0.02O3(BLBxFMC)薄膜、Bi0.79La0.18Sr0.03Fe0.94Mn0.04Co0.02O(BLxSFMC)薄膜、Bi0.96Sr0.04Fe0.98Co0.02O3/C oFe2O4 复合薄膜(BSFCO/CFO)Bi0.79La0.18Sr0.03Fe0.94 Mn0.04Co0.02O3/CoFe2-xLaxO4(BLSFMC/CFLxO)复合薄膜。研究 了离子掺杂对BFO薄膜缺陷、结构与界面的调控以及多铁性能的影响;研究了磁性层对复合薄膜微观结构与多铁性能的影响。主要结论如下:(1)研究BLBxFMC薄膜的结构、缺陷和多铁性能。Ba2+掺入使薄膜发生了结构畸变,Bi-O键的低频模发生了合并,Fe-O键的振动得到了增强,适当的Ba2+减少了 Bi3+的挥发性减少了薄膜内部的氧空位浓度与缺陷提高了薄膜的绝缘特性,BLB0.01FMC薄膜和BLB0.02FMC有较低的漏电流密度。BLB0.02FMC表现出一个更加真实地铁电极化与更加稳定的铁电极化,其在35 V的外加电压下剩余极化强度为33.05 μC/cm2,饱和极化强度37.12μC/cm2,矫顽场 348.89 kV/cm,矩形度 1.00。(2)研究BLxSFMC薄膜的结构、缺陷与多铁性能。BLxSFMC薄膜的结构相由R3c:H和R3m:R两相共存向单相的R3m:R转变,降低了氧空位浓度与Fe2+离子浓度,薄膜的传导机制偏向于欧姆传导机制,减少了 Au电极与BLxSFMC界面处耗尽层的内建电场对电极化带来的影响,BL0.18SFMC的剩余极化强度Pr=188μC/cm2,矩形度Rsq=1.21,薄膜表现出增强的铁电性与优良的稳定性;同时减少的氧空位也会影响到Fe2+/Fe3+的比例提升Fe-O-Fe键的超交换作用,增强的铁磁性,BL0.18SFMC的饱和磁化强度Ms=3.94 emu/cm3。多元离子掺杂可以增强BLxSFMC薄膜的铁电性和铁磁性。(3)研究BSFCO/CFO复合薄膜微观结构,内部缺陷,漏电流密度和多铁性能。在复合了 CFO铁磁层之后上层薄膜内部的氧空位与Fe2+离子缺陷降低,但复合薄膜上下界面的不对称性与界面处的钉扎效应使铁电畴无法翻转,恶化了复合薄膜的铁电性,BSFCO/CFO复合薄膜的饱和磁化强度Ms剩余磁化强度Mr分别为73.6 emu/cm3和46.7 emu/cm3,复合薄膜的铁磁性得到了增强。(4)研究BLSFMC/CFLxO复合薄膜的结构、缺陷、界面以及多铁性能。在底层掺入La3+之后复合薄膜上层R3m:R结构相的含量增多,减少了复合薄膜中缺陷复合体的数量,减少BSLFMC/CFL0.03O界面处被钉扎的铁电畴,释放BLSFMC层的铁电性,增强了复合薄膜的铁电性,BLSFMC/CFL0.03O的剩余极化Pr=136.82μC/cm2,反转电流峰增强到Is=0.69 mA,低的矫顽场Ec=408 kV/cm,矩形度Rsq=1.20;掺杂La3+之后复合薄膜饱和磁化强度Ms=90 emu/cm3,铁磁性能有所减弱,但相比于BLSFMC薄膜,BLSFMC/CFLxO复合薄膜表现出优良多铁性能。