M相六角铁氧体的固相法与溶胶凝胶法制备及磁电性能

为探究BaFe_(10.2)Sc_(1.8)O_(19)样品在室温下的磁电耦合性能,使用固相法和溶胶-凝胶法制备BaFe_(10.2)Sc_(1.8)O_(19)样品。使用X射线衍射仪确定物相结构,样品均为单相多晶体,其空间群是P63/mmc。使用场发射扫描电镜观察表面形貌,固相法制备的样品成分分布不均匀,存在“富钪相”;溶胶凝胶法制备的样品的成分分布均匀,晶粒呈六角形貌,晶粒尺寸约3~5μm。分别对溶胶凝胶法和固相法制备的样品的磁性进行研究,结果表明,固相法在250 K左右发生相转变,室温下的磁滞迴线并未表现出磁电耦合的行为;而溶胶凝胶法制备的样品在330 K附近发生磁相变,结合此相变点上下温度的磁滞迴线的研究,表明该相变对应亚铁磁到锥形磁结构的变化。磁电容和磁化强度随磁场类似的变化关系表明,该锥形磁结构能够诱导铁电极化,这可以根据反DM相互作用来理解。

TbCrO_(3)的合成以及磁、介电性能研究

为研究TbCrO_(3)低温下的磁相变和介电弛豫,采用溶胶凝胶自蔓延燃烧合成法制备了TbCrO_(3)材料,并对其磁、电性能进行了分析。利用X射线衍射仪、场发射扫描电子显微镜和综合物性测量系统对材料进行了物相和物性表征。X射线衍射结果表明,合成的TbCrO_(3)为单相多晶样品,空间群为Pbnm;直流磁化曲线表明,材料的奈尔温度T N=162 K,分子的有效磁矩理论值与通过磁化曲线高温顺磁段外推得到的实验值相吻合,说明样品的磁性遵循居里外斯定律,外斯常数为负值(-32.2 K),表明样品内部的反铁磁耦合特性;介电测量中,在低频、高温下,样品出现了介电色散和巨介电常数,归因于空间电荷极化。样品在200 K附近出现介电驰豫,损耗峰随着频率增大向高温移动,拟合出的活化能为0.358 eV,这与RCrO_(3)体系中其他样品的活化能接近。根据介电常数虚部与频率关系分析出驰豫为麦克斯韦-瓦格纳驰豫,由阻抗谱分析出驰豫是由晶界与晶粒共同作用的。TbCrO_(3)在低温下存在顺磁-反铁磁相变,介电弛豫显示出热激活行为。