论文部分内容阅读
BiFeO3(BFO)是少数几种在室温下同时具有铁电有序和反铁磁有序的单相多铁材料之一,在信息存储、传感等多个现代技术领域有重要的应用前景。用稀土元素进行A位掺杂可以增强铁酸铋的铁电性和铁磁性。本文对掺镧和掺钬铁酸铋粉体的纯相制备、结构变化以及铁磁性等问题进行了较为系统的研究。主要成果如下:1.用溶胶凝胶法成功制备了掺La的Bi1-xLaxFeO3(BLFO,x=0.00,0.05,0.10,0.15,0.20,0.25,0.30,0.35,0.40)纳米粉体。X衍射分析表明随掺La量的逐渐增大,BLFO的晶格常数逐渐减小,晶胞体积线性减小。当La含量x达到0.30时,铁酸铋从R3c三角相转变为Amn2正交相。室温下拉曼峰的异常也预示发生了三角到正交的结构相变。2.当La含量不高于30%时,BLFO纳米粉体的晶格发生畸变,抑制了其空间调制的自旋结构,增强了磁性。当掺杂浓度达到30%时,铁酸铋的晶格结构发生相变,自旋结构被破坏,磁性显著增强。3.用甘氨酸硝酸盐法成功制备了掺Ho的Bi1-xHoxFeO3(BHFO,x=0.00,0.10,0.20,0.30,0.40)粉体。X衍射分析表明掺Ho有助于减少杂相Bi24Fe2O39的产生。小离子半径Ho的掺入可使铁酸铋的晶格发生畸变,晶胞体积变小。当Ho含量x增至0.30以上时,出现三角到正交的结构相变。室温下在100-700cm-1波数范围内观测到了BFO的8个拉曼峰,随Ho的掺入量增加,拉曼峰出现蓝移,归因于铁酸铋晶胞体积减小。当x=0.30时拉曼峰突变,预示此时发生了结构相变。4.磁性测量发现Bi1-xHoxFeO3(x=0.00-0.40)样品的磁化率x和剩余磁化强度Mr随着掺杂量x的增大而增大,矫顽力H。随x的增大而减小。对于Bi1-xHoxFeO3(X=0.30-0.40)的样品,由于掺杂引起了铁酸铋的晶格结构发生相变,自旋结构被破坏,磁性大大增强,剩余磁化强度显著提高。