Dy,Co共掺杂对BiFeO3陶瓷磁特性和磁相变温度Tc的影响

采用快速液相烧结法制备BiFeO₃和Bi_0.95Dy_0.05Fe_1-xCo_xO₃ (x=0, 0.05, 0.1, 0.15)陶瓷样品. 实验结果表明: 所有样品的主衍射峰与纯相BiFeO₃相符合且具有良好的晶体结构, 随着Co³⁺掺杂量的增大, Bi_0.95Dy_0.05Fe_1-xCo_xO₃样品的主 衍射峰由双峰(104)与(110)逐渐重叠为单峰(110), 当掺杂量x>0.05时, 样品呈现正方晶系结构; SEM形貌分析可知: Dy³⁺, Co³⁺共掺杂使BiFeO₃晶粒尺度由原来的3—5 μ减小到约1 μ. 室温下, BiFeO₃样品表现出较弱的铁磁性, 随着Dy³⁺和Co³⁺掺杂, BiFeO₃样品的铁磁性显著提高. 在外加磁场为30 kOe的作用下, Bi_0.95Dy_0.05Fe_1-xCo_xO₃ (x=0.05, 0.1, 0.15)的M_r分别为0.43, 0.489, 0.973 emu/g; M_S分别为0.77, 1.65, 3.08 emu/g. BiFeO₃和Bi_0.95Dy_0.05Fe_1-xCo_xO₃样品磁矩M随着温度T的升高而逐渐减小, Dy掺杂使BiFeO₃样品的T_N由644 K升高到648 K, 而T_C基本没有变化. Dy和Co共掺杂导致BiFeO₃样品磁相变温度T_C由870 K降低到780 K, 其T_C变化主要取决于Fe-O-Fe反铁磁超交换作用的强弱和磁结构的相对稳定性. 关键词： 铁磁电材料 磁滞回线 磁相变温度     

Bi1-xYbxFeO3的结构相变与磁性

用溶胶-凝胶法制备了Bi_1-xYb_xFeO₃(0≤x≤0.2)粉晶样品,并用X射线衍射光谱和拉曼光谱对其结构进行了研究. 结果表明, 在x=0.1～0.125, 发生了结构相变, 由菱形R3c结构变为正交Pnma结构,对应的应该是从铁电相到顺电相的转变. 在结构相变边界,磁化强度达到最大值. 其原因是在低浓度掺杂区域,随着Yb³⁺的掺杂浓度的增大,BiFeO₃的自旋螺旋结构受到抑制,部分未被抵消的磁矩被释放出来,到了相变边界,自旋螺旋结构受到的抑制达到最大,磁矩被完全释放出来. 随着x的继续增大,磁化强度开始逐渐减小,这是由于逐渐形成了良好的反铁磁序排列.     

Gd,Co共掺杂对BiFeO3陶瓷电输运和铁磁特性的影响

采用快速液相烧结法制备BiFeO₃和Bi_0.95Gd_0.05Fe_1-xCo_xO₃ (x= 0, 0.05, 0.1, 0.15, 0.2)陶瓷样品,研究Gd, Co共掺杂对BiFeO₃微观结构, 介电性能和铁磁性的影响. X射线衍射谱表明:所有样品的主衍射峰与纯相BiFeO₃相符合且 具有良好的晶体结构,随着Co³⁺掺杂量x的增大, Bi_0.95Gd_0.05Fe_1-xCo_xO₃样品的主衍射峰(104)与(110)逐渐相互重叠, 当x大于0.1时, 样品呈现正方晶系结构; J-V特性显示Gd³⁺, Co³⁺共掺杂有效地降低BiFeO₃陶瓷的漏导电流,其降低幅度为1-2个数量级; 当f=10³ Hz时, Bi_0.95Gd_0.05Fe_0.8Co_0.2O₃的介电常数是BiFeO₃的6倍, 而Bi_0.95Gd_0.05Fe_0.95Co_0.05O₃和 Bi_0.95Gd_0.05Fe_0.85Co_0.15O₃样品的介电损耗最小,均为0.01.室温下, Bi_0.95Gd_0.05Fe_1-xCo_xO₃样品磁性与BiFeO₃相比显著增强. 在磁场为30 kOe的作用下,Bi_0.95Gd_0.05Fe_1-xCo_xO₃ (x= 0, 0.05, 0.1, 0.15, 0.2)的剩余磁化强度M_r分别是BiFeO₃的34, 60, 105, 103, 180倍.样品磁性增强的主要原因是Gd, Co掺杂使BiFeO₃的晶格结构发生变化导致BiFeO₃自身储存的磁性能被释放, Gd³⁺的4f电子与Fe³⁺或Co³⁺的3d电子自旋相互作用及样品中存在局域的 Fe-O-Co磁耦合三者共同作用的结果.     

K1-xCaxNbO3 陶瓷的晶体结构、介电特性及磁性的研究

采用自牺牲法制备K1-xCaxNbO3(x=0-0.2)陶瓷样品,研究Ca2+ 掺杂对KNbO3 的晶体结构,介电和磁性的影响.XRD分析表明所有样品均属于空间群为Amm2的单相正交晶系,SEM 表明Ca2+ 掺杂对KNO 样品的微观形貌和晶粒尺寸有明显的调控作用.在KNbO3 的εr-T中观察到两个转变,第一转变在213℃,第二转变在424℃,分别对应正交相到四方相转变和四方相到立方相的铁电相变,其TC随着x的增加由424℃降低到415℃.测量了K1-xCaxNbO3(x=0-0.2)样品在5~350K范围内M-T 的变化关系,发现M 值在T

顺磁性La2/3Sr1/3MnO3层对Bi0.8Ba0.2FeO3薄膜多铁性能的影响

界面效应在提升异质结构材料的多铁性能方面有着重要的作用. 本文采用脉冲激光沉积技术在SrTiO₃(STO)基片上制备了Bi_0.8Ba_0.2FeO₃(BBFO)/La_2/3Sr_1/3MnO₃(LSMO)异质结. X-射线衍射图谱表明异质结呈现单相外延生长, 利用高分辨透射电镜进一步证实了BBFO为四方相结构. X-射线光电子能谱证实异质结中只存在Fe³⁺ 离子, 没有产生价态的变化, 揭示了异质结铁电和铁磁性的增强与BBFO/LSMO的界面有关. 同时, 测试了磁电阻(MR)和磁介电(MD), 当磁场强度为0.8 T, 温度为70 K时, MR约为-42.2%, MD约为21.2%. 并且发现在180 K时出现磁相的转变. 实验结果揭示出异质界面效应在提升材料的多铁性和磁电耦合效应方面具有超常的优点, 是加快多铁材料实际应用的有效途径.     

(1-x)(K0.5Na0.5)NbO3-xSrTiO3陶瓷的弛豫铁电性能

通过对（1-x）（K_0.5Na_0.5）NbO₃-xSrTiO₃（0≤x≤0.15）陶瓷的相组成、晶体结构和介电性能的研究发现,该陶瓷为单一的钙钛矿结构相.当x含量较小（x＜0.1）时为正交相结构,x≥0.1时转变为四方相结构.随着SrTiO₃掺杂量的增加,样品的致密度增加,样品由正常铁电相逐渐向弥散铁电相转变,且相 关键词： 弛豫铁电体 0.5Na_0.5）NbO₃铁电陶瓷')" href="#">（K_0.5Na_0.5）NbO₃铁电陶瓷 3掺杂')" href="#">SrTiO₃掺杂 相变温度     

Ba1-xSrxTiO3及Ba0.6-xPbxSr0.4TiO3陶瓷的制备和介温特性研究

用固相反应法制备了Ba_1-xSr_xTiO₃(BST)及Ba_0.6-xPb_xSr_0.4TiO₃(BPST)陶瓷,通过XRD,FESEM和拉曼谱分析了Pb掺杂对Ba_0.6Sr_0.4TiO₃样品的晶格、相变及表面形貌的影响.测试了BST及B 关键词： BST BPST 弥散相 介温特性     

Ca~(2+)掺杂对SmFeO_3的介电、铁磁特性及磁相变温度的影响

采用固相反应法制备Sm_(1-x)Ca_xFeO_3(x=0,0.1,0.2,0.3)样品,研究Ca~(2+)掺杂对SmFeO_3介电性能、铁磁性及磁相变温度的影响.X射线衍射图谱分析表明:所有样品的主衍射峰与SmFe03相符合且具有良好的晶体结构.随着x的增加,SmFeO_3样品的晶粒尺寸由原来的0.5μm逐渐增大到2μm.当f=1 kHz时,Sm_(1-x)Ca_xFeO_3(x=0.1,0.2,0.3)样品的ε_r分别是SmFe03的5倍、3倍和2.6倍,而tgσ增大一个数量级.在3T磁场作用下,SmFe03样品的M-H呈线性,随着x的增加,M-H逐渐趋向饱和,Sm_(1-x)Ca_xFeO_3(x=0.1,0.2,0.3)样品的M_r分别是SmFeO_3的20倍、31倍和68倍.X射线光电子能谱分析表明:Fe~(2+)和Fe3+共存于Sm_(1-x)Ca_xFeO_3样品中,Fe~(2+)/Fe~(3+)比例随着x的增加而增大,证明Ca~(2+)掺杂增加了Fe~(2+)的含量,形成Fe~(2+)—O~(2-)—Fe~(3+)超交换作用,增强SmFe03的铁磁特性.测量了Sm_(1-x)Ca_xFeO_3样品在外加磁场为1000 Oe(1 Oe=79.5775 A/m)的M-T变化关系,观测到其自旋重组温度(T_(SR))和尼尔温度(T_N)分别为438 K和687 K,发现SmFe03样品的T_(SR)和T_N均随着x的增加向低温方向移动,当x=0.3时,自旋重组现象消失.这主要是SmFeO_3样品磁结构的稳定性和Fe~(3+)—O~(2-)—Fe~(3+)及Sm~(3+)—O~(2-)—Fe~(3+)超交换三者共同作用的结果.     

铁电磁体Pb(Fe1/2Nb1/2)O3相变特征

借助与示差扫描量热法、磁化率测量、电子自旋共振、铁电与介电性质测量及电子衍射系统地研究了Pb(Fe_1/2Nb_1/2)O₃(PFN)的电、磁性质和相变特征．结果表明发生在380K附近的顺电－铁电转变和发生在145K附近的顺磁 反铁磁转变分别为一级相变和二级相变或弱一级相变．在室温下,PFN的剩余极化与矫顽场分别为11.5μC/cm²和3.04kV/cm.介电测量表明PFN的顺电-铁电相变为弥散型相变．其弥散指数为1.62.电子衍射表明Fe³⁺与Nb⁵⁺离子在B位置上是无序分布的,正是这种与无序分布相关联的成分涨落导致铁电相变的弥散性. 关键词：     

Eu掺杂TbMnO3多晶材料的介电性质

采用固相反应法制备了Tb_0.8Eu_0.2MnO₃多晶材料.对样品的X射线衍射（XRD）分析表明Eu³⁺固溶于TbMnO₃中.测量了样品在低温(100 K ≤T≤ 300 K)和低频下(200 Hz≤f≤100 kHz)的复介电性质.在此温度区间内发现了两个介电弛豫峰.经分析认为低温峰（T≈170 K）起源于局域载流子漂移引起的偶极子极化效应,而高温峰（T≈290 K）则是由离子电导产生的边界和界面层的电容效应引起的.电阻率的测量显示在低温下（T≈230 K）存在明显的导电机制转变. 关键词： 多铁性材料 掺杂 介电性质     

Co50Fe50-xSix合金的结构相变和磁性

利用实验测量和理论计算相结合的方法,研究了介于B2结构CoFe低有序合金和L21结构Co2FeSi高有序合金之间的Co50Fe50-xSix合金的结构相变、磁相变、分子磁矩和居里温度.采用考虑Coulomb相互作用的广义梯度近似（GGA＋U）方法计算了合金的能带结构.研究发现,合金出现较强的原子有序倾向,表现出较强的共价成相作用.合金的晶格常数、磁矩、居里温度随Si含量的增加而线性地降低,极限成分Co2FeSi合金的分子磁矩和居里温度分别达到5.92μB和777℃.原子尺寸效应导致合金晶格发生变化,但并未成为居里温度和分子磁矩变化的主导因素.分子磁矩的变化符合Slater-Pauling原理,但发现原子磁矩的变化并非线性,据此提出了共价成相对磁性影响的观点.采用Stearns理论解释了居里温度的变化趋势,排除了原子间距对居里温度的主导影响作用.能带计算的结果还表明,Co2FeSi作为半金属材料并非十分完美,可能在实际应用中会出现自旋极化率降低的问题.发现该系列合金的结构相变和磁相变随着成分的变化聚集在窄小的成分和温度范围内.     

Eu掺杂TbMnO3多晶材料的介电性质

采用固相反应法制备了Tb_0.8Eu_0.2MnO₃多晶材料.对样品的X射线衍射（XRD）分析表明Eu³⁺固溶于TbMnO₃中.测量了样品在低温(100 K ≤T≤ 300 K)和低频下(200 Hz≤f≤100 kHz)的复介电性质.在此温度区间内发现了两个介电弛豫峰.经分析认为低温峰（T≈170 K）起源于局域载流子漂移引起的偶极子极化效应,而高温峰（T≈290 K）则是由离子电导产生的边界和界面层的电容效应引起的.电阻率的测量显示在低温下（T≈230 K）存在明显的导电机制转变.     

Co含量对Bi6Fe2-xCoxTi3O18样品多铁性的影响

用固相工艺制备了Bi₆Fe_2-xCo_xTi₃O₁₈ (BFCT-x, x=0, 0.2, 0.6, 0.8, 1.0, 1.2, 1.6, 1.8, 和2.0)多铁陶瓷样品, 样品X射线谱分析发现, 随着Co含量的增加, 样品晶格常数出现了先增大后减小的变化. 室温下, BFCT-0.6样品呈现出相对较高的饱和磁化强度, 2M_s约为4.49 emu/g, BFCT-1.0具有最高的剩余磁化强度, 2M_r约为0.89 emu/g. Co含量在0.2 ≤x≤qslant 1.2范围内, 随着Co含量的增加样品顺磁–铁磁相变温度从752 K降至372 K. 小量的Co改善了样品的铁电性能, 当x=0.6时样品样品的铁电性能最佳, 随着含量增大样品铁电性能下降, 但当x >1.2时样品的铁电性能又得到了改善.     

Effects of the Mn/Co ratio on the magnetic transition and magnetocaloric properties of Mn1+xCo1-xGe alloys

We have investigated the magnetic transition and magnetocaloric effects of Mn 1+x Co 1 x Ge alloys by tuning the ratio of Mn/Co.With increasing Mn content,a series of first-order magnetostructural transitions from ferromagnetic to paramagnetic states with large changes of magnetization are observed at room temperature.Further increasing the content of Mn (x=0.11) gives rise to a single second-order magnetic transition.Interestingly,large low-field magnetic entropy changes with almost zero magnetic hysteresis are observed in these alloys.The effects of Mn/Co ratio on magnetic transition and magnetocaloric effects are discussed in this paper.     

Resistivity and critical temperature of (La1-xPrx)0.7Ca0.3MnO3

An empirical formula of the critical temperature that is concentration dependent for polycrystalline (La_1-xPr_x)_0.7Ca_0.3MnO₃ is presented in this paper. With this formula, the temperature dependence of resistance is simulated for various values of x by using the random resistor network model and the Monte Carlo method. The hysteresis effect in \rho -- T curves is reasonably explained. The simulation results are in good agreement with the relevant experimental measurements.     

Nd含量对Bi_(6-x)Nd_xFe_(1.4)Ni_(0.6)Ti_3O_(18)多晶材料多铁性的影响

采用柠檬酸-硝酸盐法制备了Bi_(6-x)Nd_xFe_(1.4)Ni_(0.6)Ti_3O_(18)(BNFNT-x,x=0.00,0.10,0.20,0.25和0.30)前驱液,再经过干燥、烧结过程制备了单相多晶材料.研究发现,少量Nd掺杂有助于提高样品的铁电性能,BNFNT-0.25样品的铁电性能(2Pr)最大,约达到19.7μC/cm~2.室温下BNFNT-0.20样品磁性能(2Ms)最大约达到4.132 emu/g(1 emu/g=10–3 A·m~2/g).变温介电损耗结果表明Nd掺杂降低了Fe~(3+)和Fe~(2+)间的电子转移或跃迁的激活能.X射线光电子能谱结果表明小量Nd掺杂有助于增强Bi离子稳定性,对改善样品的铁电性能有积极意义.