APP下载

溶胶-凝胶法制备BiFeO3多铁性薄膜及其电磁性能研究

2012-08-06宛鹏菲

天津师范大学学报(自然科学版) 2012年4期

宛鹏菲,王 越,竺 云

(天津师范大学 物理与电子信息学院,天津300387)

多铁性材料是同时具有铁电性、铁磁性和铁弹性中2种或2种以上初级铁性体特征的一类材料,即存在外加电场和磁场或应力时,这类材料的自发电极化、自发磁化和自发形变的方向会发生相应的调整变化[1].这种电极化、磁化及铁弹性形变间的相互耦合作用使得多铁性材料在信息储存、自旋电子器件、磁传感器和电容电感一体化器件等方面具有极其广阔的应用前景[2].然而单相多铁性材料种类稀少,且其中大多数材料的磁电性能只有在低温下才能被明显观测到[3].BiFeO3(BFO)是一种典型的单相磁电多铁材料,具有斜六方畸变钙钛矿结构,属于R3c空间群[4],是极少数已知的在室温下同时呈现铁电性(居里温度810℃)和G型反铁磁性(奈尔温度380℃)的材料之一[5-6].由于BFO材料中不含铅,有利于环境保护和人体健康,因此被认为是现在广泛用于商业制造的锆钛酸铅(PZT)材料的理想替代品[7],为人们研究新型存储元件的材料提供了新方向.但制备纯BiFeO3块材或薄膜是很困难的,合成过程中,由于动力学因素容易导致杂质的产生[8],且Fe3+离子易变成Fe2+离子,形成氧空位导致材料的绝缘性降低,这些因素限制了其铁电性能[9-13]的应用.为了观测到电滞回线,Teague等[14]将温度降低到80K进行测量,BiFeO3自发极化强度为3.5μC/cm2.Kumar等[15]采用固相法制备纯相BiFeO3陶瓷,但是由于电阻率低,在室温下无法观测到电滞回线.

近年来随着制备方法的发展,人们制……

登录APP查看全文