面向凝聚态核磁共振的新型NaKV_(4)O_(9)·2H_(2)O材料与多铁性材料的物性研究

近年来凝聚态物理领域中,学者逐渐利用更加先进的技术,如核磁共振技术对不同材料进行更加详细的研究。因此研究利用凝聚态核磁共振技术对新型NaKV_(4)O_(9)·2H_(2)O材料与多铁性材料CuBr_(2)的物理性质进行测量与分析。结果表明,NaKV_(4)O_(9)·2H_(2)O曲线的峰部位置随着温度的不断增长,且在温度到120K附近的时候偏移量达到最大。CuBr_(2)的相变温度从72K升高到117.5K。综上所述,通过凝聚态核磁共振技术能更准确地察觉不同材料的物性变化规律。

多铁性材料CaMn_7O_(12)的制备与电输运特性

利用固相烧结法制备了多铁性材料CaMn7O12多晶块材,断面扫描电子显微镜(SEM)形貌图显示样品的结构致密.使用热释电方法测量CaMn7O12多晶块材的铁电极化,说明材料具有铁电性.测量了CaMn7O12多晶块材的直流和交流输运特性,结合交流阻抗谱辅助等效回路分析法,对测量数据进行拟合.结果显示CaMn7O12多晶块材的直流和交流输运特性都符合Mott的VRH(variable range hopping)机制,其能带是近似于原子能级的窄带.

应力作用对复合型多铁性材料BaTiO_3-Fe磁电效应的影响

多铁性材料(multiferroic)是一种同时拥有铁电和铁磁性质的特殊功能型材料.室温下具有多铁性的单一化合物十分少见,但理论计算发现在铁电体(如BaTiO3,BTO)和3d过渡金属(如铁)的复合结构中存在较强磁电效应,这就为新型多铁性材料的寻找和制备揭示了新方向.用第一性原理方法,通过计算该类复合薄膜在不同应力作用下磁电效应的变化来揭示其铁电铁磁相互作用的机制.

多铁性材料的研究进展

多铁性材料是指材料的同一个相中包含两种及两种以上铁的基本性能。详细分析了两种类型的单相磁电材料的微观结构,并讨论了复合磁电材料的制备方法。

多铁性材料及其研究进展

综述了多铁性材料的发展,介绍了单相多铁性材料和复合多铁性材料的特点、改善单相多铁性材料和复合多铁性材料性能的途径,并对其发展前景进行了展望。

多铁性材料Bi_(0.95)R_(0.05)(Fe_(0.95)Co_(0.05))O_3(R=La,Eu,Ho)的磁性及XAFS研究

利用溶胶-凝胶法成功制备双元素共掺杂Bi0.95R0.05(Fe0.95Co0.05)O3(R=La,Eu,Ho)系列样品。X射线衍射实验数据表明:Eu离子掺杂使得BiFeO3材料的晶体结构发生了变化。振动样品磁强计测量的样品磁性数据显示:La、Eu、Ho离子分别与Co离子共掺杂,能够提高样品铁磁性,而且Bi0.95Eu0.05(Fe0.95Co0.05)O3样品的铁磁性行为最明显。同步辐射X射线吸收精细结构实验结果说明:Eu离子掺杂改变了Fe原子的局域结构,使得Fe-O键长增加,影响了Fe3+-O-Co3+双交换作用,进而引起样品磁性的增强。

多铁性材料Bi_(0.95)R_(0.05)(Fe_(0.95)Mn_(0.05))O_3(R=La,Pb)的磁性及局域结构研究

利用溶胶-凝胶法成功制备了共掺杂Bi0.95R0.05(Fe0.95Mn0.05)O3(R=La,Pb)样品,并对样品的磁性进行了测量和研究。研究发现La掺杂的Bi(Fe0.95Mn0.05)O3材料磁性有较大的提高,而Pb掺杂Bi(Fe0.95Mn0.05)O3样品的磁性减弱。同时,利用同步辐射实验技术对样品的局域结构进行了研究,进而分析样品磁性变化的原因。

双元共掺杂Bi_(1-x)La_x(Fe_(0.95)Mn_(0.05))O_3多铁性材料的磁性研究

采用溶胶-凝胶法制备了Bi1-xLax(Fe0.95Mn0.05)O3(x=0,0.10,0.15)多晶样品。X射线衍射实验表明La、Mn离子共掺杂没有改变样品的四方晶格结构。X射线能量色散分析显示样品的化学组分几乎不变。Mn离子掺杂或者是(La、Mn)离子共掺杂,导致铁酸铋材料的磁性增强。X射线吸收精细结构实验表明Mn3+的局域结构的改变是样品磁性增强的原因。

铁磁成分变化对复合型多铁性材料磁电效应的影响

利用密度泛函方法计算铁电体和3d过渡金属的复合薄膜在铁磁组分改变下磁电效应的变化,以期寻找到具有更大磁电效应的铁磁铁电成分组合.

弛豫多铁性材料研究进展

多铁性材料同时具有多种铁性(铁电性、铁磁性或铁弹性)的有序,可实现电磁信号的相互控制,成为近年来研究热点。在具有成分无序的复杂体系中,长程铁性有序有可能被打破,材料将表现出弛豫特性。我们将至少存在一种铁性弛豫特性的多铁性材料称之为弛豫多铁性材料。这类多铁性材料的极化强度(或磁化强度)在外加电场(或外加磁场)作用下响应更加灵敏,其磁电耦合机制与长程有序的多铁性材料不同。本文结合国内外最新研究成果,首先介绍了和弛豫铁性有序相关的物理概念,重点阐述了多铁性材料在铁电和铁磁双弛豫态下的磁电耦合机制;然后,详细介绍了钙钛矿结构(包括Pb B_1B_2O_3基和Bi Fe O_3基材料)和非钙钛矿结构(包括层状Bi结构和非正常铁电体)弛豫多铁性材料的研究进展;最后,对该领域亟待解决的问题进行了展望。

磁场对多铁性材料CdCr_2S_4介电性质的影响

多铁性材料在磁相变温度附近的介电异常归因于系统中铁磁有序和弛豫铁电性的共存。本文基于Heisenberg模型对铁磁子系统进行分析,使用最近邻自旋对关联表征磁子系统的磁有序程度。磁性质通过磁电耦合效应修正磁性离子因非中心位移而形成的极化簇的取向激活能,实现对介电性质的影响。外加磁场通过提高系统的磁有序程度而使得介电异常更为显著,磁相变温度附近的磁电容效应是磁场对介电性质影响的最好检验。

多铁性材料BiFe_(1-x)Co_xO_3的微波吸收特性研究

用溶胶-凝胶法制备BiFe1-x Cox O3样品,用X射线衍射仪、扫描电镜、能谱分析对样品的结构、微观形貌、元素组成进行了表征,用微波矢量网络分析仪测试了样品在2～18GHz微波频率范围的复介电常数、复磁导率,并计算了损耗角正切及微波反射率。结果表明,当掺杂量x=0、x=0.1、x=0.2,煅烧温度800℃时,产物的主相为钙钛矿型BiFeO3,同时还有杂相Bi25FeO40,颗粒形貌为尺寸约1.5μm的立方形;Co的掺入有利于提高体系的微波吸收性能。当样品厚度为1.8mm,x=0.2时,吸收峰值为-26.5dB,带宽为2.08GHz,在高频段有良好的微波吸收,材料兼具介电损耗和磁损耗但介电损耗相对较强。

多铁性材料的应变调控

多铁性材料是一种同时具有铁电、铁弹、铁磁等两种或者两种以上"铁性"的材料,可以通过多种序参量的耦合产生新的效应,在电子信息、传感、存储、无线网络等领域具备广阔的应用前景。当前在室温下具有强磁电耦合效应的多铁性材料仍然是学者们研究的重点,但基于多铁材料的器件还没有实现应用。应变工程是一种可以有效影响多铁材料物理性质的调控手段,通过晶格与电子、自旋、轨道等的相互作用来影响材料的电、磁、光、声等物理特性,因此通过应变调控多铁性薄膜结构和性能,受到了研究人员的广泛关注。本文通过调研多铁性材料中应变工程的研究,总结了应变调控手段及其对材料物理性能的影响,期望为多铁性材料的研究和发展提供研究思路。

(1-x)Pb(Fe_(2/3)W_(1/3))O_3-xPb(Mg_(1/2)W_(1/2))O_3多铁性材料的有序结构及磁性能

以无机盐为前驱体,利用溶胶-凝胶法固溶合成了(1-x)Pb(Fe2/3W1/3)O3-xPb(Mg1/2W1/2)O3多铁性固溶体.XRD分析表明,在0≤x≤1.0的掺杂范围内,700℃煅烧所得产物都具有钙钛矿结构;x=0时得到的纯Pb(Fe2/3W1/3)O3为长程无序结构,x=1.0时可获得完全有序的纯Pb(Mg1/2W1/2)O3相,其单胞为Pb(Fe2/3W1/3)O3单胞的2倍;当0<x<1.0时,(1-x)Pb(Fe2/3W1/3)O3-xPb(Mg1/2W1/2)O3固溶体也为有序结构,出现1/2(111)及1/2(311)XRD衍射峰,且强度随掺杂系数x的升高逐渐增大.TEM分析证实,煅烧产物为具有钙钛矿结构的单相固溶体,而非两相复合物;固溶相形貌以立方颗粒为主,随掺杂量增加其晶胞常数线性增大,而晶粒尺寸先减小后变大.性能测试发现,固溶相的磁学性能随x的增加而逐渐下降,起因于抗磁性的Pb(Mg1/2W1/2)O3破坏了Pb(Fe2/3W1/3)O3原有的价键结构所致.

Pb离子掺杂多铁性材料BiFeO_3的铁电性研究

利用溶胶-凝胶方法成功制备Pb掺杂Bi1-xPbxFeO3(x=0.05,0.15)多铁性样品,并对样品的晶体结构、表面形貌、铁电性以及漏电流进行测量和研究。XRD结果表明,随着Pb离子掺杂浓度的增加,样品没有发生结构相变,仍然属于斜方六面体结构。铁电性测试显示Pb离子掺杂的BiFeO3样品具有很好的室温铁电性,漏电流曲线表明Pb离子掺杂并不能很好地抑制漏电流的产生。

Sr、Co共掺多铁性材料BiFeO_3的性能

利用溶胶-凝胶法制备了BiFeO_3、Bi_(0.95)Sr_(0.05)FeO_3、BiFe_(0.95)Co_(0.05)O_3和Bi_(0.95)Sr_(0.05)Fe_(0.95)Co_(0.05)O_3样品,并对样品的结构、形态、元素含量、铁电性和铁磁性进行了研究。结果表明,共掺杂样品Bi_(0.95)Sr_(0.05)Fe_(0.95)Co_(0.05)O_3的晶体结构发生了变化,铁电性明显增强,但漏电流变大;Bi_(0.95)Sr_(0.05)FeO_3、BiFe_(0.95)Co_(0.05)O_3样品的磁性都有所增强,但Bi_(0.95)Sr_(0.05)Fe_(0.95)Co_(0.05)O_3样品的磁性并没有随着Sr和Co的共同掺杂而进一步提高,从氧空位浓度、Fe-O共价键结构的变化和晶体尺寸三个方面对产生这种现象的原因进行了分析。

多铁性材料新体系的系统性研究——评《多铁性材料新体系——ABO;型锰铁基稀土复合氧化物》

多铁性材料具有铁磁、铁电、铁弹等两种甚至更多的铁性特征,并且在相互耦合作用下可以产生更多的新的物理效应,从而广泛应用于新型磁电器件、自旋电子器件、信息存储器件等产品中。随着现代信息化、大数据的快速发展,电子器件和信息存储、处理器件的市场需求不断增加,对于性能的要求也越来越多,从而为多铁性材料开辟了广阔的市场前景。

多铁性材料Bi0．90La0．10Fe0．95R0．05O3（R=Co，Mn）的同步辐射研究

利用溶胶一凝胶法制得多铁性材料样品Bi0．90La0．10Fe0．95R0．05O3（R=Co，Mn）。X射线衍射结果表明，La、Mn离子共掺杂样品的晶体结构发生了转变。VSM数据显示：La、Mn和La、Co共掺后样品与母体材料BiFeO3相比较，磁性有明显的提高。且La、Co共掺的样品相比于La、Mn共掺杂的样品，其磁性更强。X射线吸收精细结构研究结果表明：La、Mn和La、Co共掺都未对Fe原子的局域结构产生影响。Mn、Co离子的所处的局域结构却不同。

Pr、Ho共掺杂多铁性材料BiFeO_3的研究

采用溶胶-凝胶法制备了Pr、Ho离子共掺杂下的Pr_xHo_(0.05)Bi_(0.95-x)Fe O_3(x=0.05,0.10,0.15)样品,并表征了其结构特征,磁性能和铁电性能。实验结果表明,随着Pr元素含量的增加,样品从菱方R3c空间群转变为四方P4mm空间群,后又转变为正交Pnma空间群。相比于Pr、Ho离子单掺杂的样品,两种离子的共掺杂进一步提高了样品的磁性。样品的铁电性没有随Pr^(3+)掺杂含量单调变化,Pr^(3+)也不利于抑制漏电流。

多铁性材料磁电性质的理论综述

多铁性材料由于其同时具有铁电和铁磁性,部分具有铁弹性,是一种多功能新型材料。现代社会对于仪器小型化的要求越来越高,多铁性材料是实现这一要求的重要选择。通过其具有的磁电耦合效应实现电场和磁场的转换,可以实现新型功能器件的研制。本文通过对多铁性材料的基本性质和应用的探讨,深入研究了进行多铁性材料磁电性质的研究中的关键理论方法。