BFo-SBTi复合铁电材料的制备及性能研究

来源 :山东建筑大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lv_dan1102
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
目前铋系层状铁电材料(BLSF)是铁电存储器的最佳候选材料之一,尤其是以Sr2Bi4Ti5O18(SBTi5)为代表的SrmBi4Tim+3O3m+3(SBTim)铁电材料由于较高的剩余极化强度、较低的矫顽场强和漏电流等成为非易失铁电存储器(NVFRAM)研究的主要材料。但其较低的居里温度限制了高温下的使用,因此利用掺杂取代、固溶和共生等手段对SBTi5铁电材料进行改性成为研究热点。  本文用固溶的方式将SBTi5与室温下多铁材料BiFeO3(BFO)复合,制备出xBiFeO3-(1-x) Sr2Bi4Ti5O18(SBFTi-x,x=0~0.9)系列陶瓷,发现随着BFO含量增加,相比SBTi陶瓷,A、B位的Bi3+和Fe3+共掺不仅增大了晶格畸变程度,还抑制了Ti4+变价和减少了Bi元素挥发,降低了氧空位浓度,使SBFTi-x陶瓷在室温下展现出较高的剩余极化强度、较低的漏电流密度,但当BFO组分较高时出现结构坍塌并伴随第二相含量的提高。此外,随着BFO含量的提高,氧空位浓度和内置电场的变化使得SBFTi-x陶瓷的漏电机制也由以空间限制电荷为主过渡到欧姆传导机制为主,而Fe3+的存在使其展现出较弱的铁磁性。  SBFTi-x陶瓷室温下的介电常数受空间电荷极化影响较大,BFO的加入不仅可以提高介电常数还有效降低了介电损耗,提高了频率稳定性。随BFO量的增加,引起SBFTi-x陶瓷中成分和结构的起伏变化,形成不同相变温度的极性微区,使其居里温度不断升高的同时介电峰逐渐宽化,表现出弥散铁电体特征。SBTi陶瓷和SBFTi陶瓷的宏观电阻都具有负温度系数特征,低温下SBFTi-x陶瓷中Fe3+等导电离子浓度较高从而使其宏观电阻有所降低,逐渐半导体化;高温下BFO作用减弱。SBFTi-x陶瓷的宏观电阻主要来源于晶粒的作用,并存在空间电荷极化和混合弛豫过程。  在低温、高频下,SBTi和SBFTi-x陶瓷的交流电导率σac交流电导主要源于弱束缚电荷;而在高温、低频时的交流电导主要来源于漏导的迅速增加,交流电导随频率的变化与材料的极化机理有着密切关联。SBFTi-x陶瓷的电导机制随温度和组分有所变化:对于SBFTi-x(x=0.1~0.7)陶瓷以及高温段(430~480℃)的SBFTi-0.8和SBFTi-0.9陶瓷,电导主要是与氧空位的二级电离有关;而低温段(250~400℃)的SBFTi-0.8和SBFTi-0.9陶瓷电导激活能比传统铁电材料的要低,可能跟其中的Fe3+浓度高有关。  综上所述,本论文过对SBFTi-x陶瓷的结构和一系列性能研究发现,该固溶体陶瓷不仅具有较高的居里温度、优异的铁电性能,还发现了弱铁磁性以及弥散型铁电体特征,为SBFTi-x材料在信息存储和磁电器件领域的应用提供了可能性。
其他文献
目前水体富营养化严重,水生植物修复富营养化水体主要利用其吸收、降解、转化水环境中污染物的特性净化水体,具有较好的生态效应。苦草是太湖流域常见的优势种,具有去污能力强营
从乡村聚落的形成、乡村社会的建构到乡村社会的运行等着眼来讨论乡村及其发展的根本,都离不开对在地资源的认知与利用.而不同地域的民族认知与利用方式是存在差异的,导致这
本文通过对荣华二采区10
期刊
目前,伴随着工业及电子科学发展突飞猛进,永磁铁氧体材料作为一种极其重要的电子元器件需求量越来越大。由于其具有高的饱和磁化强度、高的矫顽力、大的磁能积、高机械硬度和较
糖尿病心血管并发症患病率高,严重影响患者预后。随着降糖药物心血管结局试验结果的陆续问世,降糖药物的心血管安全性愈来愈引起基础和临床领域相关学者的高度关注。本文扼要回顾传统降糖药物和新型降糖药物的心血管获益情况,并对有关药物的心血管结局试验与真实世界研究结果予以评价。
期刊