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磁电材料指的是在一定的温度范围内既表现出磁有序,又表现出铁电有序的材料。BiFeO3在室温下同时表现出铁电性和反铁磁性。常温下BiFeO3为钙钛矿结构,其尼尔温度是TN=643K,居里温度为Tc=1103K。BiFeO3在集成电路、存储器、自旋电子器件以及磁传感器等研究方面有着非常可观的应用前景。
本文采用固相合成法制备了BiFeO3粉体;用溶胶-凝胶法在ITO/玻璃衬底上制备出了BiFeO3薄膜,并分别研究了其相关性能。主要内容如下:
1.采用固相合成法制备BiFeO3粉体,并研究了BiFeO3粉体的相结构以及室温下的铁磁性能;
2.采用溶胶-凝胶法在ITO/玻璃衬底上制备BiFeO3薄膜,研究了该薄膜光学以及光致发光特性对温度的依赖性,得出以下结论:
(1)所制备的BiFeO3薄膜无Bi2Fe4O9等杂相产生,且薄膜具有光滑、致密的表面形貌;
(2)经过600℃退火的BiFeO3薄膜呈现(110)择优取向;
(3)500℃和600℃空气中退火处理的BiFeO3薄膜,其光学禁带宽度分别为2.75eV和2.71eV,其禁带宽度的变化源于晶粒尺寸的增大和薄膜中非晶相的存在;
(4)BiFeO3薄膜具有较好的光致发光特性,462.5nm处等发光峰是薄膜的近带边发射,473.7nm和499.1nm处的发光峰可能是Bi3+和氧空位引起。