铁酸铋固溶体薄膜的外延生长及其性能调控

被引量 : 0次 | 上传用户:zhouqiuhe1
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
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。
其他文献
摘要:目的探讨尼龙绳辅助金属夹在内镜闭合治疗性胃穿孔中的临床应用价值.方法回顾性分析42例胃黏膜下肿瘤(SMT)行内镜下治疗术,术中发生穿孔的患者临床资料,并随机选择应用尼龙
目的分析和研究婴幼儿化脓性脑膜炎临床治疗效果。方法选取2012年10月-2014年5月化脓性脑膜炎患儿62例,将其按数字随机表法分为观察组与对照组,每组各有患儿31例。对照组患儿
计算机围棋博弈是人工智能研究的重要方向,其庞大的空间复杂度给研究者带来了巨大挑战。目前最优秀的围棋程序还处于业余低段水平,围棋是检验人工智能发展水平的良好环境,所以计
微电网,简称微网,这是近年来针对公共电网另一个较新定义的,由多种分布式微电源经逆变器逆变产生的电能对其本地负荷进行供电的同时并通过电力电子器件与公共电网相连进行功率传
起落架是飞机实现起飞着陆功能的主要装置,是保证飞机安全飞行的关键部件,因此起落架设计在整个飞机设计过程中占有重要地位。起落架的结构设计和分析是其中最基础,也是最关键的
将一种简化的自适应网格应用于顺序输送二维混油模型的计算中,网格的疏密程度由速度和浓度梯度控制且用动网格取代传统的固定网格.混油模型中采用混掺长度理论计算速度场和扩
将实验研究与损伤力学理论分析相结合,对红砂岩进行饱水状态下的冻融循环试验及不同冻融次数下的力学特性试验,分析了岩石的冻融损伤劣化过程,系统研究了岩石的变形破坏规律
本研究数据取自晋城全部467名不孕不育患者,使用了基本的描述性统计方法,分析了这些夫妇是如何认识、了解、治疗过程,以及他们所面临的心理压力。不孕不育患者主要通过与家人
在《架构分析》一书中,戈夫曼将框架定义为人们用来认识和解释社会生活经验的一种认知结构,试图理解人们如何组织经验,从而赋予它们特定意义。据此指出架构分析就是一个关于人们
自1995年美国动力年会Capstone等公司推出了发电功率量级为25~75kw的微型涡轮发电机样机,由于微型涡轮机具有能源利用率高,环境污染小,经济效益好等特点,便得到了迅速发展和广泛应