多铁性磁电耦合复合材料(Ba%2cSr)TiO3%2fCoFe2O4的制备和性能的研究.pdf


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万方数据 A Dissertation Submitte d in Partial Fulfillment of the Requirements for the Degree of Doctor of Philosophy in Engineering The Preparation and Properties of the ( Ba , Sr )TiO 3/CoFe 2 O 4 Multiferroic oelectric posite Materials . Candidate: Wang Yean Major : Microelectronics and Solid State Electronics Supervisor : Professor Yu Jun Assistant Supervisor: Assistant Professor Wang Yunbo Huazhong University of Science and Technology Wuhan, 430074, July , 201 3 万方数据万方数据独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除文中已经标明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名: 日期: 年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,即:学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□, 在年解密后适用本授权书。不保密□。(请在以上方框内打“√”) 学位论文作者签名: 指导教师签名: 日期: 年月日日期: 年月日本论文属于万方数据万方数据 I 华中科技大学博士学位论文摘要多铁性磁电材料不仅同时表现铁电性和铁磁性,而且具有磁电耦合效应,即在外加磁场下诱导的电极化或者由外加电场诱导的磁化。近年来,由于多铁性磁电耦合材料在传感器、换能器、滤波器、移相器、激励器和存储器等中的广泛和潜在的应用, 引起了研究者们极大的兴趣。本文采用传统固相反应法分别制备了(1 -x)Ba Sr 3 -xCoFe 2 O 4(x=, , 与 ) 和(1 -x)Ba Sr 3 -xCoFe 2 O 4(x= , 与 ) 的 0 - 3型多铁性颗粒陶瓷复合物。 X射线衍射和环境扫描电镜( ESEM )分析,显示了复合物由四方钙钛矿 Ba Sr 3相(或立方钙钛矿 Ba Sr 3相)和立方尖晶石 CoFe 2 O 4 相组成, 未发现中间相和其它杂相。实验研究了不同的铁酸盐含量对复合物的介电、铁磁和铁电性质的影响。研究表明,复合物的介电常数和介电损耗随频率的变化在低频时显示了介电色散。复合物的介电常数在较高频率时随着铁酸盐含量的增加而减小,而介电损耗随着铁酸盐含量的增加而增加。对于介电常数与温度的关系,每个复合物的介电常数随温度的增加而增加直至峰值,然后随温度的增加而下降。介电常数随频率的增加而减少。另外,铁电居里温度(T c )随频率增加移至更高的温度。这说明复合物表现为弛豫铁电体。经磁性和铁电性能测试,表明了复合物同时表现为铁磁性和铁电性共存。复合物的饱和磁化强度( M s )几乎随着铁酸盐含量的增加而线性增加。磁矫顽场( H c ) 随着铁酸盐含量的增加而增加, 表明在复合物中的磁畴壁的移动和转动随铁酸盐含量的增加变得越来越困难。另外,复合物的饱和极化强度( 2P s)随着铁酸盐含量的增加而减少,而剩余极化强度(2P r )随铁酸盐含量的增加而增加。复合物铁电性的提高可能归因于复合物中空间电荷的贡献。在电矫顽场方面,电矫顽场(2E c )随着铁酸盐含量的增大而增大,说明复合物中的铁电区域的电畴壁的移动和转动变得越来越困难。在理论方面,为了从微观结构上解释多铁颗粒复合陶瓷中的铁电基体—钛酸锶钡钙钛矿结构的铁电性产生的原因,本文采用第一性原理计算,并利用本实验制备的陶瓷样品( Ba Sr 3 和 Ba Sr 3 )通过 X 射线衍射分析计算其晶格常数, 万方数据 II 华中科技大学博士学位论文对四方相 Ba Sr 3 和立方相 Ba Sr 0

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