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BiFeO3(BFO)是一种同时具有铁电有序及反铁磁有序的室温多铁材料,在信息存储等方面有着重要应用前景。La系稀土元素La、Nb替代Bi后,增强了BFO的铁电、铁磁及磁电效应,减少了漏电流。本文以掺稀土元素Sm的Bi1-xSmxFeO3(BSFOx)为对象,研究了Sm对BSFOx及其薄膜的结构和性能的影响。主要成果如下: 1.用溶胶-凝胶法成功制备了BSFOx(x=0,0.05,0.075,0.1,0.125,0.15,0.175)粉体。X衍射分析表明掺Sm可抑制杂相Bi25FeO40和Bi2Fe4O9的产生,BSFOx的晶格常数随Sm含量的增加线性减小,当Sm含量达到0.15时,BSFOx从三角结构转变为正交结构。 2.在BFO粉的Raman光谱中观测到11个Raman模,当Sm含量的增加到0.15时,170cm-1模和272cm-1模消失,287 cm-1出现。在BFO的红外吸收谱中观测到8个吸收峰,当Sm含量的增加到0.15时,127 cm-1,146 cm-1,351.8 cm-1,386.2 cm-1,444.8 cm-1处的吸收峰消失。晶格振动模的变化归因于晶体结构发生了变化。 3.当Sm含量不高于0.125时,BSFOx粉的晶格产生畸变,抑制了其空间调制的自旋结构,使磁性得以释放,从而增强了磁性;当Sm含量达到0.15时,结构相变破坏了BSFOx的空间调制的自旋结构,使磁性显著增强。Sm掺杂对BSFOx粉的微波吸收性能有很大的影响,掺杂量为0.175时对17.6 GHz微波的吸收达到19.7dB。 4.用溶胶-凝胶法成功制备了掺Sm的BSFOx(x=0,0.05,0.1,0.15,0.2)单相多晶薄膜。退火温度对BFO薄膜影响很大,500oC退火可得到三角相结构的BFO多晶薄膜,600oC退火则主要生成了杂相。BSFOx薄膜的晶格常数随着Sm含量的增加变小,Raman光谱表明Sm含量达到0.15时出现了结构相变。对BSFOx薄膜形貌分析表明,其表面平整性、致密度随着Sm含量的增加而提高,晶粒粒径随Sm含量的增加而变小。BSFOx薄膜对300-470nm的光有较强的反射,对600-700nm的光的反射则较弱。