Fe,Zr掺杂BaTiO3的制备和磁、电性能研究

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多铁性材料是在同一相中同时具有磁性和电极化的材料,并且具有磁电有序共存相互作用,这种相互作用表现为在电场作用下可诱发磁效应,在磁场作用下可诱发电极化,即磁电耦合效应。多铁性材料在自旋电子学、数据存储、多态记忆等领域的潜在应用使其成为了当今集中研究的课题,在这里AB03型氧化物BaTiO3。引起了我们的注意。本文采用传统的固相反应法制备了Ba(Ti1-xFex)O3、Ba(Ti1-xZrx)O3 Ba(Ti0.85-xZrxFe0.15)O3三个系列样品,并对三个系列样品的物相、磁性、铁电性和介电性能进行了分析。对于Ba(Ti1-xFex)O3系列样品:在掺杂量x=0.00时,为立方相BaTiO3单相结构,在x≥0.05时,衍射峰均对应六角形BaTiO3的衍射峰,并且形成了氧空位;Ba(Ti1-xFex)O3系列样品获得了低温和室温下的铁磁性,在室温下,当x=0.15时,系列样品的磁性最强,从M-T曲线的分析中得出该系列样品在25K附近存在磁相变;Fe掺杂BaTiO3使Ba(Ti1-xFex)O3系列样品的铁电性能下降,介电常数随Fe掺杂量的增加而减小,所有样品的介电损耗值在高频范围内趋于定值。对于Ba(Ti1-xZrx)O3系列样品:衍射峰均为立方相BaTiO3的衍射峰,没有杂相出现,并且随着掺杂量的增加系列样品的峰位左移,晶格常数a随着掺杂量的增加而增大,该系列样品的铁电性明显提高,随着Zr掺杂量的增加系列样品的电滞回线趋于饱和,Zr掺杂BaTiO3能明显提高样品的介电性,介电损耗值在低频范围内明显降低。对于Ba(Ti0.85-xZrxFe0.15)O3系列样品:衍射峰均为六角形BaTiO3的衍射峰,无杂相形成;Ba(Ti0.85-xZrxFe0.15)O3系列样品获得了室温和低温下的铁磁性,M-T曲线分析得出该样品在25K附近存在磁相变;Fe、Zr双掺系列样品的铁电性较Ba(Ti0.85Fe0.15)O3样品明显提高,介电常数值较Ba(Ti0.85Fe0.15)O3样品明显增大,且在低频范围内介电损耗值较Ba(Ti0.85Fe0.15)O3样品明显减小。
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