BiFeO3纳米晶的制备及其掺杂改性研究.pdf

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硕士学位论文

论文题目:BiFeO3 纳米晶的制备及其掺杂改性研究


学号 Y003090147
姓名李朋
导师李兴鳌教授
学科专业光学
研究方向光电子功能材料、性质和器件
申请学位类别理学硕士
论文提交日期二〇一二年三月
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研究生签名:____________ 导师签名:____________ 日期:_____________
南京邮电大学
硕士学位论文摘要


学科、专业: 理学光学
研究方向: 光电子功能材料、性质和器件

作者: 2009 级研究生李朋
指导教师: 李兴鳌


题目:BiFeO3 纳米晶的制备及其掺杂改性研究

英文题目:Preparation and Characterization of Doped BiFeO3 Nanocrystals


主题词: BiFeO3 纳米晶;溶胶-凝胶;反铁磁性;掺杂;络合物

Keywords: BiFeO3 nanocrystal; Sol - gel; ic; Doping;
Chelator
南京邮电大学硕士研究生学位论文摘要
摘要
多铁材料是非常重要的先进功能材料,而具有钙钛矿结构的 BiFeO3 是少数在室温下同
时具有反铁磁性和铁电性的单相多铁材料之一,由于其室温下呈反铁磁有序和铁电有序而
引起人们的极大关注。
目前对于 BiFeO3 的研究还存在一些问题,首先是在制备方面,Bi 离子的挥发和氧空位
的产生导致难以制备出纯相的 BiFeO3,其次是由于 BiFeO3 特殊的 G 型反铁磁结构,使宏
观尺寸的 BiFeO3 在室温下表现出很弱的反铁磁性,严重阻碍了其实际应用的发展。
本文首先采用溶胶凝胶法用 PVA 和酒石酸两种不同络合物制备了 BiFeO3 纳米晶。通过
优化两种络合物的制备工艺,在 400℃低温下用酒石酸作为络合物时,得到了纯相的 BiFeO3
纳米晶。用 X 射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)测量分析了样品结构和形貌,
研究了溶胶-凝胶制备工艺和不同络合物对 BiFeO3 纳米晶的形成及晶体结构的影响。
本文还重点研究了 A 位稀土元素 Eu 及 B 位磁性过渡金属元素 Co 共掺杂对 BiFeO3 纳
米晶结构及磁性的改变,并探究这种磁性增强的原因。采用溶胶-凝胶法制备了 Eu、Co 共
掺的 纳米晶,通过 XRD、SEM、拉曼散射光谱(Raman Scattering)、
X 射线吸收光谱(XAS)、 X 射线吸收精细结构(XAFS)的表征结果表明,Eu、Co 共掺的
BiFeO3 纳米晶仍为纯相,但是,样品的晶格发生了明显扭曲;利用振动样品磁强计(VSM)
对样品的磁性进行测量,结果表明:在室温下,由于 Eu,Co 离子的掺入,样品的磁性得到
明显增强。这主要归因于 Eu、Co 的掺入导致 BiFeO3 纳米晶晶格扭曲以及形成了新的磁矩
耦合。对于这一研究,我们已有文章被录用[*]。

关键词:BiFeO3 纳米晶;溶胶-凝胶;反铁磁性;掺杂;络合物




[*]见硕士研究生期间发表论文
I
南京邮电大学硕士研究生学位论文 Abstract
Abstract
Multiferroic material is a class