BiFeO3纳米颗粒和纳米线的制备及掺杂对其物理性能影响的研究

来源 :天津大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jakynum1
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
作为一种同时具有室温以上的铁电居里温度(TC1103K)和磁转变奈尔温度(TN643K)的单相多铁性材料,BiFe O3近年来受到了人们的广泛关注,究其原因主要是因为其磁性和铁电性之间存在耦合以及它们在数据存储、传感器和自旋电子元件等领域潜在的巨大应用价值。近几十年来对BiFe O3材料的研究主要集中在元素掺杂和纳米材料上如纳米颗粒、纳米线、纳米管、纳米棒。本文主要通过溶胶-凝胶法制备低浓度Tb以及Ba、K元素在Bi位掺杂的BiFeO3纳米颗粒,对其多铁性进行测试与分析。且采用静电纺丝法成功制备BiFe O3纳米线,并对其物理性能进行测试与分析。通过溶胶-凝胶法成功制备Tb掺杂的BiFeO3纳米颗粒。所有样品均为菱方相,并随着掺杂浓度的升高,颗粒尺寸发生了明显减小。不同于块体BiFe O3的弱铁磁性,我们制备的纳米颗粒表现出铁磁性。1%Tb3+掺杂的样品在50 kOe磁场下的磁化强度为1.73 emu/g,这与Lotey等人报道的10%Tb掺杂纳米颗粒在相同磁场下的磁化强度值相接近,甚至要高于有些文献报道的10%Gd或15%Pr掺杂的BiFeO3纳米颗粒的磁化强度值。XPS能谱分析表明高浓度的Fe3+是导致其磁性增强的一个重要原因。随着Tb掺杂浓度提高,氧空位的减少使样品漏电流减小,另外,样品光学带隙的减小主要是由于小颗粒表面不饱和键的增多使得能带展宽。接下来我们选取了异价的Ba2+和K1+来替代Bi3+,并且通过溶胶凝胶法制备了Bi0.9-xBa0.1Kx FeO3(x=0,0.01,0.02)纳米颗粒,Ba的主要作用是稳定BiFeO3的相与此同时抑制在烧结过程中Bi的挥发,所有样品都表现出了铁磁性,随着K1+掺杂浓度的升高,样品的磁性也逐渐提高,这主要归功于减小的Fe-O-Fe键角。我们还对所有样品进行了紫外吸收谱的测试,发现所有样品的带隙值没有发生很明显的变化,这主要是增加的氧空位数量与减小的Fe-O-Fe键角共同作用的结果。最后,采用静电纺丝法成功制备了不同退火温度(400oC、500oC、600oC)的BiFe O3纳米线。500°C和600°C退火的样品纳米线为颗粒链状结构,且400oC和500oC退火的样品的磁滞回线在约8 kOe的磁场下几乎达到了饱和状态,然而600oC退火的样品则显示出弱的铁磁性。另外我们对600oC退火的样品在5 K和300 K测试了磁滞回线以及通过零场冷却和场冷却的方法测试了M-T曲线(5K到350 K),并发现了样品的超顺磁行为。
其他文献
FAB法埋弧焊具有生产效率高、单丝焊可实现25mm以下厚度钢板焊接、装配简便、适应于湿冷恶劣野外环境的焊接等优点,广泛应用于船舶、海洋平台等大型钢结构制造中。由于FAB法埋
“智慧法院”在现代信息技术的影响下高速发展,知识体系建设是保障智慧法院稳定运营与发展的关键,因此关于智慧法院知识体系构建至关重要.文章从智慧法院知识体系的概念入手,
老年群体是一个特殊的群体,本文从法制意识淡薄、获得信息渠道不畅、家庭矛盾的影响、社会利己主义的冲击、社会保障制度不完善五个方面分析了老年群体性突发事件产生的原因.
SBR(Sequencing Batch Reactor,简称SBR)法是一种间歇式运行的活性污泥法污水处理工艺。由于它具有工艺流程简单、运行方式灵活、可控性好等优点,已经成为中小城镇污水及工业废
本文通过对荣华二采区10
期刊
本文主要研究了纵向磁场退火对含Al的(Fe0.5Co0.5)73.5Si13.5Nb3Cu1B9-xAlx(x=0,1,2,3)和(Fe0.5Co0.5)73.5Si13.5Nb3Cu1B9-xAlx(x=0.2,0.4,0.6,0.8)系列合金的微观结构和软磁性能
京津冀雄区域非公经济对我国国家经济的发展有着重大影响.从具体案例来看,京津冀雄区域非公经济存在市场竞争地位不平等问题.从经济法角度分析,京津冀区域非公经济市场竞争地
油井水泥外加剂,如起缓凝作用的缓凝剂、起增韧作用的增韧剂、起控失水作用的降失水剂,一般功能比较单一,在固井作业中往往还需要与其它外加剂一起配伍使用,这样不但增加了固
近年来,我国许多可作为饮用水水源的地表水体、地下水体都受到不同程度的重金属污染。这些重金属离子大大超过了国家生活饮用水卫生标准,这就要求相应的对水中重金属离子去除的
随着科学技术的不断进步,显示技术正在飞速的发展。如今的屏幕越来越追求轻薄,柔性可弯曲,主动有机发光等性能。透明导电薄膜(TCF)是显示屏幕的重要组件。无论是经典的液晶显示器,还是现今热门的主动矩阵有机发光二极体(OLED),所用的TCF依然是氧化铟锡(ITO)薄膜。ITO薄膜有着优异的导电性能,良好的透光度,较低的表面粗糙度,以及良好的稳定性。但是ITO薄膜有着本质上脆性的缺点,难以满足显示屏幕今
学位