摘要
目前，随着科学技术的发展，许多功能器件都朝着微型化的方向发展，然而器件微型化到一定的程度以后性能也会大大的下降，这样就迫使人们不得不寻找一种同时具备多种功能的材料。铁酸铋（BiFeO3，BFO）是少数在室温下同时具备铁电性和反铁磁性的单相铁电磁体材料之一，一直是多铁性领域研究的热点，而近年来许多关于其半导体性的研究也正在如火如荼地进行，不仅发现了光生伏特效应，还观测到了类似二极管的开关控制效应。 本文采用快速烧结法制备了BFO与稀土锰氧化物的固溶体系陶瓷，分别是BFO和锰酸钇（YMnO3，YMO）的固溶体及BFO和锰酸铽（TbMnO3，TMO）的固溶体，探索其物理性能随着稀土锰氧化物掺入而发生的一系列变化。 对于BFO-YMO固溶体陶瓷，发现掺入量为5%和10%时候都可以得到单一的钙钛矿相固溶体，同时，随着YMO含量的增加，陶瓷的漏电流逐渐增大，YMO掺入量为5%时漏电流在10-5~10-3A/cm2数量级，YMO掺入量提高到10%时漏电流增加到10-4~10-2A/cm2数量级。YMO掺入量为5%时，还可以测得饱和的电滞回线，矫顽场EC大约为25kV/cm，饱和极化强度Ps约为0.7C/cm2，剩余极化强度Pr约为0.4C/cm2，而当掺入量提高到10%时，由于漏电流过大而不能获得饱和的回线。磁性测试的结果显示随着YMO的掺入量增加，磁化强度也逐渐提高，在10%YMO掺入量时达到最大值Ms约为0.33emu/g，但是从回线的形状判断该陶瓷具有类似反铁磁的特性。介电温谱的测试显示了该固溶体陶瓷是弛豫性的铁电陶瓷。 对于BFO-TMO固溶体陶瓷，发现掺入量5%、10%和15%时候都可以得到单一的钙钛矿相固溶体，TMO掺入量为5%时漏电流在10-5~10-3A/cm2数量级，TMO掺入量提高到10%时漏电流增加到10-4~10-2A/cm2数量级，而TMO掺入量为15%时漏电流急剧增大。TMO掺入量为5%时，可以测得饱和的电滞回线，矫顽场EC大约为20kV/cm，饱和极化强度Ps约为0.5C/cm2，剩余极化强度Pr约为0.15?C/cm2，而当掺入量提高到10%和15%时，由于漏电流过大而不能获得饱和的回线。磁性测试的结果显示掺入TMO的固溶体陶瓷均显示出一定的铁磁性，而非反铁磁性，同时，随着TMO掺入量的增加，磁化强度逐渐提高，15%TMO掺入量时达到最大值Ms约为0.6emu/g。介电温谱的测试显示了该固溶体陶瓷也是弛豫性的铁电陶瓷。
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