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铁电磁体是指结构中同时存在电序和磁序的材料,其丰富的物理内涵孕育了广阔的应用前景,一直是多功能材料领域研究的热点。铁酸铋(BiFeO3,BFO)是目前唯一的室温单相铁电磁体,其铁电居里温度和磁性相变尼尔温度分别高达830℃和370℃,并且能够产生磁电耦合效应,在信息存储和自旋磁电子传感器等领域有着广泛的应用前景。BFO薄膜相对于陶瓷材料,具有较好的绝缘性和优越的铁电、铁磁性能。本论文利用脉冲激光沉积(PLD)技术制备高质量的BFO基多铁薄膜,选择锰酸铽(TbMnO3,TMO)和锰酸钇(YMnO3,YMO)作为固溶掺入,探索薄膜的外延生长工艺和结构、性能表征,研究BFO-YMO体系的物理性能随YMO含量的变化关系。利用PLD技术制备了0.9BFO-0.1TMO薄膜。在(111)-Pt/TiO2/SiO2/Si衬底上获得随机取向的多晶薄膜,而在单晶(001)SrTiO3衬底上能沉积出外延性良好的薄膜,并且都不存在杂相。衬底温度的升高有利于提高结晶性能,获得表面平整的薄膜,但是随之增大的晶粒尺寸降低了薄膜的压电、铁电性能。在650℃、13Pa的氧气气氛中,可以得到电学性能良好的外延0.9BFO-0.1TMO薄膜。以LSMO和SRO两种氧化物作为底电极,在STO衬底上都能获得具有压缩应力的外延薄膜。生长在LSMO上的薄膜显示出更强的向上自发极化现象,具有明显的极化反转特性和压电响应,并且认为这种性质是由薄膜内部较大的外延压缩应力所导致的。该薄膜还具有较好的宏观铁电性能,Pr为2.15μC/cm2,漏电流小。利用PLD技术制备了外延的(1-x)BFO-xYMO(x=0.05,0.10,0.15)薄膜。研究发现不同YMO掺入量的样品都形成了BFO-YMO的固溶体系,能在STO单晶衬底上实现外延生长。薄膜的晶粒生长均匀,表面致密平整,随着YMO含量的增加,晶粒尺寸和表面粗糙度都逐渐增大。x=0.10的薄膜显示出趋近于饱和的电滞回线,矫顽电压EC约为70kV/cm,饱和极化强度PS约为7.05μC/cm2,剩余极化强度Pr约为2.02μC/cm2。磁性测试结果表明,该体系薄膜在室温下显示了饱和、对称的铁磁性,随着YMO掺入量的增加,磁化强度逐渐提高,x=0.15时的饱和磁化强度MS达到26.35emu/cm3。此外,YMO的掺入还能够明显降低BFO薄膜的光学禁带宽度,在x=0.15时薄膜的Eg值为2.30eV。