铁电性
- 我国科学家成功研发弹性铁电材料
一种兼具弹性与铁电性的新型高分子铁电材料，有望解决传统铁电材料在制造柔性可穿戴设备时难以保持性能稳定的问题。2023 年8 月4日，相关论文发表于《科学》杂志。“铁电材料可用在计算机存储器、高精度电机、超敏感传感器和声呐设备等电子产品中，也是我们日常使用的手机、平板电脑等电子设备中必不可少的材料。”论文通信作者之一、中国科学院宁波材料所研究员胡本林表示，铁电材料是一种绝缘性的多功能材料，具备高介电常数、压电性、热电性和电制冷性等特性，这些特性使其可被用于高
传感器世界 2023年8期2023-10-28
- 铁电材料首次制成“橡皮筋”
兼具弹性回复与铁电性的新型高分子铁电材料，有效解决传统铁电材料难以在大形变下保持稳定性能的难题，填补弹性铁电材料领域的空白。铁电材料受到拉伸容易失灵“铁电材料是一种神奇的绝缘性功能材料，表面自带电荷，没有外加电场时，这些电荷处于无序状态。”该论文通讯作者、中国科学院宁波材料所胡本林研究员介绍，一旦有电场作用在铁电材料上，这些电荷就会重新排列，而且排列的方式会随着电场的变化而变化。此外，铁电材料还有记忆能力，即便电场不再作用，排列后的电荷也会保持原来的状态而
科学导报 2023年56期2023-09-09
- 新方法制备高宏观铁电性能薄膜
定呈现出高宏观铁电性能。 原子尺度的高密度电子器件在未来科技发展中具有重要意义。其中，高质量原子尺度铁电外延薄膜的制备是超尺度、高密度电子器件发展的关键环节。 课题组确立了Bi6O9层状结构，该结构的生成能明显低于其他化合物，而且具有较宽的禁带宽度和最稳定的结构。他们通过引入钐元素有效稳定了低维下的层状结构。低至1纳米时，该结构仍然稳定存在，并且呈现出标准铁电滞回线以及优异的铁电性能。当该结构厚度为1～4.56纳米时，具有较大的铁电剩余极化。压电响应力显微
科学导报 2023年22期2023-04-11
- 0-3型纳米复合材料P(VDF-TrFE)xFOM1-x磁电耦合效应
般采用具有优异铁电性能的Pb(ZrxTi1-x)O3[4](PZT)、Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-30%PbTiO3[5](PMN-PT)和BaTiO3[6-7]等作为复合多铁材料的铁电源，与这些无机材料相比，聚偏氟乙烯-三氟乙烯(P(VDF-TrFE))共聚物具有较好的电压敏感性、较高的铁电性能、较低的介电常数和介电损耗[8-10].此外，聚合物铁电材料可以自支撑存在而不受衬底夹持效应的影响使得材料的形状和尺寸可以很容易地通过传统的聚合物加工方式进
河北大学学报（自然科学版） 2023年1期2023-02-27
- 研究人员设计出高宏观铁电性能薄膜
呈现出高的宏观铁电性能。原子尺度的高密度电子器件，如低维场效应晶体管、纳米级低功耗逻辑和非易失性存储器等，在未来科技发展中具有重要意义。其中，高质量原子尺度铁电外延薄膜的制备是超尺度、高密度电子器件发展的关键环节。然而，近年来一些研究的原子尺度薄膜都没有通过电场极化测试，来证明宏观铁电滞回线，这是铁电性真实存在的直接证据，也直接决定了它能否应用于电子器件。此外，原子尺寸外延薄膜通常采用分子束外延、激光气象沉积以及气相外延成绩实现，存在成本高等问题。课题组确
润滑与密封 2023年4期2023-02-02
- 钛酸铋钠基无铅压电陶瓷的极化性能热稳定性研究进展
NBT所具有的铁电性能。NBT自身具有较强的剩余极化强度（Pr=37)以及相对比较高的居里温度TC=320℃，并同时具有压电系数较大、介电常数相对较小以及声学性能相对良好的特点[4]。室温条件下，NBT所对应的R3c型钙钛矿结构如下图所示。从图中晶体结构可以看出，Na+、Bi3+分别位于晶体各个面的顶点，O离子则处于立方八面体中的面心，而Ti离子则在立方八面体中的体心。在NBT中，Bi3+与铅基压电陶瓷PZT中Pb2+的具有一样的核外电子层，其中，处于最外
陶瓷科学与艺术 2022年10期2022-11-20
- Hf0.5Zr0.5O2超薄薄膜铁电性及其晶相演变
08)0 引言铁电性宏观表现为集体稳定有序的偶极子，其极化方向在电场作用下可以进行180°翻转.超薄铁电材料在负电容晶体管、 非易失性铁电存储等需要大规模、 高密度集成的技术方面表现出巨大的应用潜力[1].然而，传统钙钛矿铁电材料(如： Pb(Zr, Ti)O3、 BaTiO3、 SrBi2Ta2O9等)具有与互补金属氧化物半导体(CMOS)工艺不兼容、 可微缩性差、 可靠性低和含有害元素铅等缺点，不适合工业化大规模集成[2-5].HfO2作为近年来兴起的
福州大学学报（自然科学版） 2022年5期2022-10-24
- 温度对Ca3Ti2O7 陶瓷铁电性能的影响
现出诸多优异的铁电性能，如磁电多铁材料中同时存在铁电性和铁磁性以及磁电耦合效应，在磁电存储器和传感器、自旋电子器以及铁磁共振器件中具有潜在的应用前景[1-2].但事实上，铁电性和铁磁性的共存很难实现.在本征铁电材料ABO3钙钛矿中，B 位过渡金属离子的d 轨道为空轨道（d0电子构型），该B 位离子与其周围的配位离子形成强共价键，晶格容易发生畸变，B 位离子偏离八面体中心，使正负离子中心不重合，产生铁电性，但d0构型往往造成电子自旋相互抵消无法表现出磁性，难
天津师范大学学报（自然科学版） 2022年3期2022-10-22
- In2Se3 薄膜的掺杂效应及其纳米带铁电性*
9)低维材料的铁电性一直是凝聚态物理和材料科学领域的研究热点,在新型纳米电子器件的设计和应用等方面有重要的潜在应用和学术价值.本文基于密度泛函理论的第一性计算,以实验上已经验证的二维铁电材料In2Se3 薄膜为出发点,研究了二维In2Se3 薄膜的掺杂效应和In2Se3 纳米带的铁电性.结果发现铁电性和金属性在静电掺杂的In2Se3 薄膜中可以稳定共存,且电子掺杂会同时增强面内和面外极化,空穴掺杂可以增强面外极化,但抑制面内极化,从原子结构畸变和电子结构等
物理学报 2022年19期2022-10-16
- 阻挫磁体R2V2O7的分数量子磁化和磁致多铁性研究
可实现磁场调控铁电性或电场调控磁性。这两种效应关联着复杂的多自由度相互作用和多序参量相互耦合，具有重要的基础研究价值和科技应用前景，是凝聚态物理研究的重要前沿课题。目前，两种效应的微观机制尚未完全解开，部分磁化平台的形成原因还不清楚，磁致铁电性的理论模型仍存在一定局限性。陈瑞在研究中发现阻挫磁体R2V2O7(R=Co，Ni)在磁场驱动下展现出复杂的变磁相变、分数量子磁化平台、多铁性和磁控电极化翻转与反转等奇异物性。虽然相应的物理机制还不清楚，但这些实验发现
信阳师范学院学报（自然科学版） 2022年3期2022-07-18
- 我国科学家在二维材料磁电耦合理论研究方面取得新进展
势，纳米尺度下铁电性能的研究一直是新型功能材料的关注热点。但随着研究的推进，在进一步减薄材料的过程中又出现了新的界面效应和尺寸问题。如何在二维或更低维度材料中整合铁电性、铁磁性以及磁电耦合性质，继而发展出多稳态、多功能的纳米电子设备，已成为研究者追求的目标之一。阚二军课题组及其合作者揭示了范德瓦尔斯二维磁电体系中室温电控磁序相变机制。研究结果表明，这类二维磁电多铁体系中存在明显的自旋-电荷相互作用，铁电极化方向翻转会导致自旋的空间分布发生变化，从而显著影响
河南科技 2022年12期2022-07-14
- BTO基多铁陶瓷的制备及物理性能研究
温下具有较强的铁电性、高介电常数和电光特性等丰富的物理性能, 吸引了科研人员对其进行多铁化的研究。本工作通过固相烧结法制备BTO和BaTi0.94(TM1/2Nb1/2)0.06O3(TM = Mn/Ni/Co)陶瓷, 系统研究了B位共掺杂对陶瓷的生长特性与电学、磁学和光学方面的影响。实验结果表明: 掺杂有效抑制了六方相的产生, 样品晶体结构由四方相向立方相转变, 不同元素离子半径的差异使得相变的程度有所不同。通过拉曼散射发现BTO基陶瓷四方相的特征峰变弱
无机材料学报 2022年1期2022-04-12
- 二维VOBr2 单层的结构畸变及其磁性和铁电性
结构、磁性以及铁电性进行了系统研究.计算结果表明低温下VOBr2 会产生自发铁电极化,从高对称顺电相转变为铁电相结构.与同族姊妹材料VOI2 不同的是,V 的二聚化现象不仅无法在VOBr2 中稳定存在,还会导致局域磁矩淬灭.此外,VOBr2 易磁化轴在面内a 轴方向,面内a,b 轴上近邻磁矩均为反铁磁耦合.VOBr2 中的铁电极化主要由V 在a 轴方向V—O—V 链上的铁电位移产生,大小约为40 μC/cm2.与铁电同步翻转相比,通过分步翻转不同链上的铁电
物理学报 2022年3期2022-02-17
- 多铁陶瓷及制备的相关问题和解决方法
铁性陶瓷是具有铁电性、铁磁性和铁弹性的一种或者几种性能一体。在所有的多铁陶瓷材料中又有较好的磁电相容性的单相多铁陶瓷和综合性能较好复合多铁陶瓷各有千秋。本文也介绍了作者在单相多铁陶瓷的研究成果。1 单相多铁陶瓷铁酸铋(BiFeO3)陶瓷是最为常用的单相多铁陶瓷。它在室温下兼有铁电性和反铁磁性，而且具有较高的居里和尼尔温度，利于其在较高的温度下使用。然而，铁酸铋在室温下的铁磁性较弱，而且由于Bi3+的挥发及铁离子的变价，在制备过程中很难获得优异性能的纯相铁酸
轻工标准与质量 2021年5期2021-12-30
- Ca3 Ti2 O7 杂化非本征铁电体的制备及其掺杂改性研究进展
]。而同时具有铁电性和(反)铁磁性的多铁材料由于具有磁电耦合效应,可以实现多种逻辑状态,有望使存储密度显著提升,在多态存储器等方面具有重要的应用价值[5-11]。传统的单相多铁材料由于其极化和磁性产生机制,存在着磁电耦合弱[12]以及无法满足室温应用[13]等缺点。而非本征铁电性是由非极性畸变诱导产生,无需考虑传统铁电材料中极化和磁性电子构型的矛盾,更有利于获得具有更强磁电耦合的单相多铁材料[14-15]。近年来,具有Ruddlesden-Popper(R
电子元件与材料 2021年10期2021-11-04
- n = 2 Ruddlesden-Popper Sr3B2Se7 (B = Zr， Hf)非常规铁电性的第一性原理研究*
中存在的非常规铁电性为新型铁电体设计提供了新的途径.基于第一性原理，本文系统研究了具有Ruddlesden-Popper (RP) (n = 2) 结构的Sr3B2Se7 (B = Zr， Hf)化合物的基态结构、电子结构和非常规铁电性.研究表明， Sr3B2Se7 (B = Zr， Hf) 基态均为具有A21am极性相的直接带隙半导体; 其非常规铁电性来源于BSe6八面体的两种旋转模式的耦合.而且， 因具有较强的铁电极化值与可见光吸收带隙， Sr3B2S
物理学报 2021年11期2021-06-18
- Ga0.8Fe1.2O3/Ba0.8Ca0.2Ti0.8Zr0.2O3复合薄膜的制备和铁电性能研究
O3具有良好的铁电性能，选取合适的离子在A位或B位进行掺杂，通常可以获得良好的铁电性能[6-9]，是非铅基压电薄膜的理想选择，可作为ME复合薄膜中压电相。铁酸镓(GaFeO3)作为一种铁氧材料，具有宽温域的结构稳定性[10-14]，非中心对称正交结构(点群Pc21n)，晶体结构如图1所示，具有四种不同的阳离子，通常被标记为Ga1，Ga2，Fe1和Fe2。除了Ga1为四面体配位，其他三种阳离子均为八面体配位。GaFeO3是少数几种具有优异磁性和磁致伸缩性能的
人工晶体学报 2020年9期2020-10-21
- 尼龙1111/聚偏氟乙烯复合薄膜的压电及铁电性能
着温度的升高其铁电性能迅速下降[2-4]， 虽然尼龙11(PA11)因为晶体中氢键的作用而在高温下具有稳定并且很高的铁电活性， 但是常温下的电活性较低[5]. 聚合物共混可以提高材料的性能， 是常用的有效方法[6]， 因而很多研究者将尼龙11与PVDF共混复合以期提高前者的电活性， 提高后者的热稳定性. 研究表明， 复合之后材料的压电和铁电性能甚至高要于聚偏氟乙烯[7].奇-奇数尼龙1111(PA1111)是除奇数尼龙11外又一具有很高电活性的尼龙[8].
洛阳师范学院学报 2020年8期2020-08-01
- 外延PbZr0.4Ti0.6O3薄膜厚度对铁电储能性能的影响
薄膜具备更优的铁电性能[8-10]。PZT与SrTiO3、LaAlO3、MgO等材料具有相近的晶格匹配常数，因此，高质量外延取向PZT薄膜可以在这些基底上沉积获得[11-14]。Chu等[15]实验研究发现，在外延异质结PZT/SrTiO3中，PZT的铁电性能与基底的失配位错、应力场以及薄膜的厚度密切相关。Wang课题组[16]利用热力学朗道理论研究了对(001)取向的PbZr0.4Ti0.6O3薄膜铁电性能的影响，结果表明铁电性能对厚度的依赖性是该厚度下
人工晶体学报 2020年6期2020-07-18
- 纳米BaTiO3的Sn掺杂改性与性能研究
)以提高材料的铁电性能和光学性能等[1]，然而，这种方法存在制备周期长,所制备的粉料颗粒较大，对环境污染较重(如Pb)以及价格昂贵等问题[2-3]。本文尝试采用制备周期更短的溶胶凝胶法以及价格低廉的Sn掺杂改性的方法制备掺杂不同含量Sn的掺锡钛酸钡粉末和陶瓷，对比分析不同Sn掺杂比例下粉末和陶瓷材料的物相组成和铁电性能等，以期为更适宜于工业化生产和大规模应用的钛酸盐系列电子陶瓷的开发提供参考。1 实 验1.1 主要试剂和实验仪器以南京化学试剂股份有限公司生
硅酸盐通报 2020年6期2020-07-15
- 共混改性提高奇-奇数尼龙1111的压电与铁电性能*
着温度的升高其铁电性能迅速下降[3-5]。虽然奇数尼龙11(PA11)因为晶体中氢键的作用而在高温下具有稳定并且很高的铁电活性，但是常温下的电活性较低[6]。近年来的研究表明奇-奇数尼龙是又一具有很高电活性的聚合物材料[7]。长碳链的奇-奇数尼龙1111和尼龙1313是电活性很高的铁电高分子材料[8]。尼龙1111和尼龙1313的剩余极化强度高达40 mC/m2，矫顽电场分别为55和88 MV/m。此外，尼龙1111的原材料可以通过石油发酵法得到，因此成本
功能材料 2020年4期2020-04-28
- PVDF/PA1111复合薄膜的晶体特性与铁电性
着温度的升高其铁电性能迅速下降[3-5]。尼龙11(PA11)因为晶体中氢键的作用而在高温下稳定并且具有很高的铁电活性，但在常温下的电活性较低[6]。长碳链的奇-奇数尼龙1111是电活性很高的铁电高分子材料[7]。文献报道：尼龙1111的剩余极化强度高达40 mC/m2，矫顽电场达55 MV/m。此外，尼龙1111的原材料可以通过石油发酵法得到，因此成本远低于尼龙11[8]，但同尼龙11一样，尼龙1111的常温压电、铁电性能仍然较低。迄今为止，研究最多的铁
河南城建学院学报 2020年1期2020-04-17
- 过渡金属硫族磷酸盐的两维铁电性研究进展
热潮。二维材料铁电性质的研究是近几年刚起步的研究方向。以前对铁电薄膜和器件应用的理论和实验研究主要集中于钙钛矿结构材料BaTiO3、PbTiO3等[5-7]。 由于铁电薄膜中的退极化场随薄膜厚度的减小而增强，导致铁电薄膜存在临界厚度，即薄膜的厚度必须大于临界厚度，薄膜的铁电性才能被保持[8]。随着器件微型化的需求，寻找新型二维铁电功能材料就显得相当迫切和重要。2016 年7 月，清华大学陈曦、季帅华等在《Science》上报道二维SnTe 材料具有平面内沿
苏州科技大学学报(自然科学版) 2020年1期2020-04-13
- 调控MOF材料的压铁电性能
为不具备压电/铁电性，因为通过粉末XRD，研究者们发现它是中心对称晶格[F m3 m(2 25)]1,2。然而，新加坡国立大学曾开阳研究组通过双频共振追踪压电力显微镜(DART-PFM)，发现UiO-66晶体具有压电响应3。结合第一性原理计算，研究组人员认为UiO-66的结构不是高度中心对称的Fm3 m( 225)，而是较低的对称形式F 4 3m(2 16)4。从DART-PFM结果(图1)可以看出，UiO-66(Hf)-type MOFs的压电振幅大于U
物理化学学报 2019年10期2019-10-14
- Ca0.5Ba0.5MnO3多铁性的第一性原理
型钙钛矿材料的铁电性多来源于阳离子相对对称中心的偏离, 而铁磁性多来源于过渡金属阳离子的d 壳层电子[1-2]. 在已有研究中, 铁电性与铁磁性的耦合虽然在一些材料中有所表现(例如BiFeO3[3]), 但都相对较弱, 不能在磁电调控中实现规模化的商业应用. 因此, 寻求单相中具有强磁电耦合效应的多铁材料已成为多铁领域最重要的研究方向之一.已知CaMnO3体材料的铁电模声子频率在不同磁构型下变化很大[4], 其八面体的晶体场将Mn 离子的5 个d 轨道劈裂
上海大学学报（自然科学版） 2019年4期2019-09-20
- La和Sr的掺杂对PZT薄膜电学性质的影响
ZT)薄膜因其铁电性、压电性而被广泛用于非挥发性的存储器、声表面波(SAW)器件、传感器及制动器等微机电系统(MEMS)的研究[1-4]。PZT薄膜常用的制作方法有溶胶-凝胶(Sol-Gel)法、溅射法、脉冲激光沉积法(PLD)及有机金属化学气相沉积(MOCVD)[3,5-6]。因为在晶体结构上薄膜材料与体材料相比存在较大差异，所以，PZT薄膜的压电性、铁电性都与PZT的体材料相比存在较大的差异。为了得到性能更好的PZT薄膜，人们做了很多研究。掺杂改性对于
压电与声光 2019年4期2019-08-29
- 柔性Pb(Zr0.53Ti0.47)O3薄膜的高温铁电特性*
品表现出优越的铁电性,剩余极化强度(Pr)高达65 μ C/cm2,在弯曲104次后其铁电性基本保持不变,且样品在275 ℃高温时仍然保持良好的铁电性.本文为柔性PZT薄膜在航空航天器件中的应用提供了实验基础.1 引言随着智能电子产品的快速发展,柔性电子产品以便携性、可弯曲性和人性化等优势[1,2]引起了长期关注.在可穿戴设备、非易失性存储器[3]、微机电系统等应用中,与有机铁电材料相比,无机钙钛矿盐锆钛酸铅(Pb(Zr1—xTix)O3,PZT)以其快速
物理学报 2019年8期2019-05-29
- 单/双离子替代对铁酸铋薄膜性能影响的研究进展
电流，影响膜的铁电性能以及铁磁性能，严重影响其工业应用价值，因此有必要通过化学成分掺杂等手段来抑制氧空位的产生，减小漏电流，提高材料的稳定性，使其早日在实际的器件中应用。谢元涛课题组[2]已就BFO薄膜的漏电流及铁电性等进行了相关综述，本文综述了多铁性材料的发展历史、铁酸铋晶体结构以及国内外近年来关于铁酸铋薄膜铁电性能离子替代改性的相关工作，重点在于综述单/双离子替代对BFO薄膜剩余极化及矫顽场的影响。1 BFO材料的研究进展1.1 BFO的晶体结构195
材料工程 2019年5期2019-05-20
- Nd 含量对 Bi6−xNdxFe1.4Ni0.6Ti3O18多晶材料多铁性的影响*
助于提高样品的铁电性能, BNFNT−0.25样品的铁电性能(2Pr)最大, 约达到19.7 μ C/cm2 . 室温下BNFNT−0.20样品磁性能(2Ms)最大约达到 4.132 emu/g(1 emu/g = 10—3 A·m2/g). 变温介电损耗结果表明Nd掺杂降低了Fe3+和Fe2+间的电子转移或跃迁的激活能.X射线光电子能谱结果表明小量Nd掺杂有助于增强Bi离子稳定性, 对改善样品的铁电性能有积极意义.1 引 言(反)铁磁/铁电序共存的多铁材
物理学报 2019年3期2019-03-13
- 钙钛矿超晶格的演生磁电物性
186IV.铁电性 187A.杂化非本征铁电性 187B.电子铁电性 190V.磁电耦合 192VI.总结和展望 195致 谢 195参考文献 195I.研究背景在新材料的设计和探索中，钙钛矿过渡金属氧化物因其丰富的物理特性备受研究者的青睐[1−4]。早在二十世纪八九十年代，钙钛矿氧化物及其衍生体系就已备受瞩目：1987年，朱经武、吴茂昆研究组以及赵忠贤团队发现YBaCuO化合物在90 K以上仍可实现超导性质[5,6]，突破了麦克米兰极限40 K的封锁，
物理学进展 2018年5期2018-10-25
- BaTiO3-Bi(Ni2/3Nb1/3)O3弛豫铁电陶瓷结构、介电与储能性能研究
具备显著的弛豫铁电性和良好的室温储能密度，但由于温度稳定性较差，并不适于储能应用.另外由于铅基材料的限制，在众多弛豫铁电体系中，BaTiO3-Bi基弛豫铁电陶瓷由于在高电场、高温环境下表现出来优异的介电性能稳定性，和良好的电能存储性能，近年来受到越来越广泛的研究.国际著名储能电介质研究团队，宾夕法尼亚州立大学Randall CA等[7,8]研究了BaTiO3-BiScO3(BT-BS)陶瓷，BT-BS陶瓷表现出明显的弛豫铁电性，和良好的介电常数温度稳定性，
陕西科技大学学报 2018年5期2018-10-17
- 低维铁电材料研究进展∗
极矩,从而产生铁电性,如钙钛矿锰氧化物Pr(Ca)MnO3[5]以及磁铁矿Fe3O4[6]和电荷阻挫体系[7]等.近年来,随着制备技术的进步和微电子集成技术的飞速发展,铁电元件的小型化、集成化、功能化已成为发展趋势,对铁电纳米材料以及纳米尺度铁电性能的研究已成为国际上研究新型功能材料的热点.对于传统的如钛酸钡、钛酸铅等钙钛矿型铁电材料,当材料的尺寸降低到纳米尺度时,受到表面异质性对薄膜表面附近极化产生的表面效应以及表面束缚电荷引起的退极化场、表面力及电学边
物理学报 2018年15期2018-09-06
- 异常双钙钛矿氧化物的多铁性∗
].按照磁性与铁电性的起源机制,Khomskii[6]将多铁性材料分为I类和II类多铁性材料.I类多铁性材料指的是极性铁电材料同时具有磁性,并且磁性和铁电性来源于不同的结构单元.这类材料中铁电有序和磁有序的温度相差较大,两者的耦合通常比较弱.II类多铁性材料,也称为磁致铁电极化多铁性材料,铁电性来源于特定的磁有序结构,因此对样品是否具有极性结构没有要求.最新的研究结果表明,还有一类多铁性材料(不同于I类多铁性材料的极性畸变由非磁性离子产生),其非中心畸变是
物理学报 2018年15期2018-09-06
- Ruddlesden-Popper结构杂化非本征铁电体及其多铁性∗
则是指同时具有铁电性和(反)铁磁性,并具有磁电耦合效应的材料,其在自旋电子学、微弱磁场探测以及低功耗多态高密度存储等领域有着广阔的应用前景[3−5].目前,单相多铁性材料还面临种种困难和挑战.这是因为传统铁电性来源于金属离子与周围氧离子之间杂化形成的赝扬-特勒(pseudo Jahn-Teller)效应,而该效应要求金属离子一般是具有空d轨道的离子,如Ti4+等.相反,铁磁或反铁磁性则要求具有非空d轨道的离子.从电子构型来看,铁电性和(反)铁磁性是相互排斥
物理学报 2018年15期2018-09-06
- 水热法制备Ba1-xNd2x/3TiO3纳米管及其铁电性能
改变钛酸钕钡的铁电性能.本研究通过改变Nd3+离子掺杂浓度和水热反应温度，研究二者对BaTiO3纳米管结构和性能的影响，以期获得具有良好形貌和铁电性能的Ba1-xNd2x/3TiO3纳米管.1 实验1.1 样品制备Ba1-xNd2x/3TiO3纳米管的整体制备过程如图1所示.图1 Ba1-xNd2x/3TiO3纳米管的制备过程Fig.1 Preparation process of Ba1-xNd2x/3TiO3nanotubes首先分别采用 600、1
天津师范大学学报（自然科学版） 2018年3期2018-06-27
- 氧化锌掺钡的电子结构及其铁电性能研究∗
身的光学特性和铁电性较弱而且其本身不具有铁磁性,从而使得ZnO在光学、磁学和铁电领域应用较少.大量研究认为纯的ZnO掺杂不同种类的化学元素能够调控和改善其物理性能:如文献[10]利用湿法氧化的掺杂工艺制备出了由Ag掺杂的ZnO纳米结构,结果显示ZnO掺杂Ag之后的紫外激发强度能够达到纯ZnO紫外激发强度的三倍甚至以上,出现这种结果的原因是因为Ag+光载流子比Zn2+更容易逃逸,所以用Ag掺杂ZnO纳米结构的材料制成发光器的发光效率将会大幅度提高;Lin等[
物理学报 2018年10期2018-06-14
- Ba1-xCe2x/3TiO3纳米管的制备及其铁电性能
O3的制备及其铁电性能成为研究的热点之一[1-3].水热法、溶胶-凝胶法和电化学法[4-6]等软化学方法因具有制备成本低和环保等优点，成为BaTiO3纳米结构材料的重要制备方法，其中水热法已成为制备先进材料的重要方法之一，特别是制备所得各种技术应用型纳米结构材料在电子工业、光电工程、催化作用、陶瓷科技和生物医学等领域表现出独特的优势[7-9].但水热法制备所得纯相BaTiO3的剩余极化强度和介电常数较低，电滞回线曲线不明显，且对水热反应温度有限制.为改善B
天津师范大学学报（自然科学版） 2018年2期2018-05-07
- (1-x)Sr2Bi4Ti5O18-xBiFeO3复合铁电薄膜的制备及性能研究
虽然具有优良的铁电性能，但其中含有的铅元素不符合环境友好型发展的要求。目前铋系层状钙钛矿结构铁电材料(BLSF)[2-4]是铁电存储器的最佳候选材料之一，尤其是以Sr2Bi4Ti5O18(SBTi)为代表的SrmBi4Tim+3O3m+3(SBTim+3)铁电材料由于较好的铁电性能、较低的矫顽场强和漏电流以及较长的保持时间以及在Pt材料上有较好的抗疲劳特性等成为非易失铁电存储器(NVFRAM)研究的主要材料[5]，但其较低的居里温度限制了其高温下的使用。环
陶瓷学报 2018年1期2018-03-22
- Ce、Sr共掺杂BiFeO3的铁电性及Raman谱研究
是一种同时具有铁电性、铁磁(反铁磁)性以及铁弹性等两种或两种以上铁性的新型多功能材料。在信息存储，传感器，自旋电子器件等领域具有广泛的应用[1～3]。BiFeO3(BFO)是目前发现的唯一能够在室温下同时具有铁电性和反铁磁性的多铁性材料，其具有ABO3型钙钛矿结构。但由于在其制备过程中Bi3+离子极容易挥发和Fe3+离子易还原成Fe2+离子而产生氧空位等缺陷，导致其漏电流过大，因而其应用受到了限制[4,5]。近十多年来，国内外学者通过改善制备工艺和对BFO
化工时刊 2017年8期2018-01-12
- 一对手性铕(Ⅲ)配合物的合成和铁电性质
配合物的合成和铁电性质刘 建＊，1，2张小朋3李承辉2（1南京林业大学化学工程学院，江苏省生物质绿色燃料与化学品重点实验室，南京 210037） （2南京大学化学化工学院，配位化学国家重点实验室，人工微结构科学与技术协同创新中心，南京 210023） （3海南师范大学化学与化工学院，海南省水环境污染治理与资源化重点实验室，海口 571158）合成并表征了一对蒎烯修饰的稀土铕(Ⅲ)配合物 Eu（TTA）3L1a（1a）和 Eu（TTA）3L1b（1b）（TT
无机化学学报 2017年11期2017-11-13
- 不同烧结温度对多铁陶瓷Bi5Ti3FeO15磁电性能的影响
铁材料同时具有铁电性和铁磁性，在传感器、自旋电子学和信息存储等方面都有潜在的应用价值,因而在近些年备受关注[1-3]. 然而,同时具有铁电性和铁磁性的化合物又十分有限,如：BiFeO3和BiMnO3[4-5]. BiFeO3室温下具有铁电性和弱铁磁性,其铁电居里温度(TC)约为 1 100 K,反铁电性的奈尔温度(TN)约为 640 K,但它具有大的漏电流和室温下弱的铁磁性等弱点使得不能得到广泛应用[6-7]. 将具有不同功能的单元融入同一材料的晶体结构中
湖北大学学报(自然科学版) 2017年5期2017-09-13
- 新型Ruddlesden-Popper相Sr3Sn2O7陶瓷铁电体
该材料的介电与铁电性能.通过X射线衍射分析检测Sr3Sn2O7的相组成，采用扫描电镜与能谱分析仪分析Sr3Sn2O7陶瓷的微观形貌与元素含量，采用不同频率下的介电温谱测量和电滞回线测量对样品的介电与铁电性能进行表征.结果显示，制备的Sr3Sn2O7陶瓷为单一正交相结构，其晶胞参数a=2.062 72 nm，b=0.572 49 nm，c=0.570 03 nm，样品在不同频率下测得的介电温谱在132℃存在一个明显的介电峰，同时其电滞回线显示明显的室温铁电性
武汉工程大学学报 2017年3期2017-07-18
- 水热法制备Ba1-xLa2x/3TiO3纳米管及其铁电性能研究
O3纳米管及其铁电性能研究温 暖，邓湘云，吴 迪，王艳颖（天津师范大学 物理与材料科学学院，天津 300387）为探究Ba1-xLa2x/3TiO3纳米管的微结构和铁电性能，采用阳极氧化法生成TiO2纳米管，并以TiO2纳米管为模板采用水热合成法制备Ba1-xLa2x/3TiO3纳米管，利用扫描电子显微镜（SEM）、X线衍射仪（XRD）和铁电分析仪对不同硝酸镧浓度和水热反应温度下所得Ba1-xLa2x/3TiO3纳米管状阵列的微观结构和铁电性能进行测试分析
天津师范大学学报（自然科学版） 2016年5期2016-12-14
- 不同厚度PZT薄膜的制备及电性能特性研究*
薄膜介电性能与铁电性能的影响。通过对薄膜的铁电性能与介电性能进行测试，分析了不同厚度薄膜的剩余极化强度、介电常数与介电损耗，进一步分析了薄膜的介电调谐性能。实验结果表明，薄膜的介电常数与介电损耗随薄膜厚度的增大而增加；厚度为600 nm的薄膜具有最好的介电调谐性能与铁电性能。铁电薄膜；PZT薄膜；溶胶-凝胶；介电性；铁电性铅基薄膜如PT、PCT、PLT和PZT等，由于具有优良的介电、铁电及热释电性能，成为当前国际上备受关注的功能材料，被广泛应用于制备热成像
电子器件 2016年5期2016-11-21
- PLD法制备 Ba0.85Ca0.15Ti0.9Zr0.1O3薄膜及其性能研究
观结构、厚度和铁电性能进行表征分析。结果表明，所制备薄膜的表面粗糙度随着薄膜厚度的增加而变大。薄膜的铁电性呈现出与薄膜厚度的强相关性，即随着薄膜厚度的增加，BCTZ薄膜的剩余极化值（2Pr)逐渐增大，矫顽场强度（Ec)逐渐减小。脉冲激光沉积法；Ba0.85Ca0.15Ti0.9Zr0.1O3；剩余极化值；矫顽场铁电材料是指具有自发极化，且自发极化能够为外电场所转向的一类材料。铁电材料是集铁电、压电、热释电、电光、光折变和非线性光学等性能于一体的多功能复合材
贵州大学学报(自然科学版) 2016年1期2016-10-29
- 钛酸锶钡薄膜的制备及其铁电性能研究
薄膜的制备及其铁电性能研究黄哲观，张田田，邓朝勇*(贵州大学 大数据与信息工程学院，电子科学系，贵州省电子功能复合材料特色重点实验室，贵州 贵阳 550025)本文采用溶胶-凝胶法(Sol-gel)制备Ba0.5Sr0.5TiO3(BST)铁电薄膜，研究了在退火时间为450 s条件下，溶胶浓度、退火温度以及涂膜层数对薄膜的结晶结构和铁电性能的影响。利用X射线衍射分析仪(XRD)、铁电测试仪对BST薄膜的微观结构和电学性能进行了表征分析。结果表明：当溶胶浓度
贵州大学学报(自然科学版) 2016年2期2016-09-24
- 极化率和磁化率的关系式
不好.铁磁性和铁电性具有天生的互逆性.这种互斥性可以理解为库仑相互作用与共价相互作用的竞争.共价键的形成导致离子位置偏离中心，表现为铁电性；库仑排斥力作用强时，离子位置保持在中心，不表现为铁电性，表现为铁磁性.这是从化学的角度来解释铁磁性和铁电性的互逆性.单一多铁材料的铁磁性和铁电性的互逆性也可以利用式(11)来解释.相对介电常数εr与相对磁导率μr互为倒数关系.如果其中某一个大，另外一个一定小.还有可能两者都不大，都接近等于1.不可能两者都很大，也不可能
物理通报 2016年8期2016-09-18
- 烧结条件对La2Ti2O7陶瓷铁电性的影响
i2O7陶瓷的铁电性影响，通过XRD和铁电测试手段分别对其晶体结构和铁电性进行表征，并对影响机理作了初步探讨，以探索最佳的制备工艺。结果表明：当烧结温度为1400 ℃及烧结时间为24 h时，La2Ti2O7陶瓷的铁电性较好，漏电流最小，其剩余极化Pγ为3.96 μC/cm2，矫顽场Ec为27.8 kV/cm。关键词：La2Ti2O7；烧结温度；烧结时间；铁电性1 引言稀土钛酸盐R2Ti2O7（R=稀土元素）具有丰富的物理性质。R=La～Nd时，R2Ti2O
佛山陶瓷 2016年4期2016-05-14
- AuCrS2材料的第一性原理研究
实现信息存储.铁电性具有自发电极化，自发电极化可随外加电场变化而翻转.与目前广泛应用的磁性存储器相比，基于铁电材料的铁电随机读取存储器具有非挥发性和读取速度快等优点［2-3］.很多铁电体同时也是铁弹体，其电极化的改变通常伴随着形状的变化，因此被广泛应用于传感器或声波换能器等方面.尤其重要的是，多铁材料不仅可以利用磁电耦合设计磁电变换转换器，而且可以利用电极化和磁极化同时存储数据的多态存储元，可以进行铁电的数据位写入和通过与之关联而产生的磁场读出的新型存储器
湖北大学学报(自然科学版) 2014年2期2014-08-20
- （Bi3.15Nd0.85）（Ti2Fe0.5Co0.5）O11.5陶瓷的制备及多铁性能表征
铁材料的性质有铁电性、铁磁性及铁弹性，尤其是存在于这些物理性质间的耦合，使其在数据存储、自旋阀、自旋电子学以及传感器的制备上具有潜在的应用前景［1-4］.作为现代材料学的研究前沿，学术界一直致力于研发新型的既具有铁电性又具有铁磁性的单相多铁化合物.至今，BiFeO3（BFO）是唯一能够在室温以上同时表现出铁电性和磁性的单相多铁材料，居里温度TC为830℃，尼尔温度TN为370℃［5］，是目前研究较为广泛的一种单相多铁材料.但由于BFO中的Bi易挥发，导致F
湖北大学学报(自然科学版) 2014年1期2014-08-20
- 双层钛酸锶钡陶瓷的制备与研究
测试3种样品的铁电性能，用HP4192A型低频阻抗分析仪在-50～150℃测试3种样品的介电性能.2 结果与分析图1为烧结的3种陶瓷样品的照片，样品表面平整，未出现任何分层、开裂、翘曲现象.掺Fe2O3显示为浅褐色（样品A），掺La2O3显示为湛蓝色（样品B），A、B两种复合陶瓷按厚度比为3∶2的叠加的双层BST陶瓷（样品AB）的中间过渡区有条浅绿色的条纹，3种样品的径向收缩率均为13.2%.图1 3种陶瓷样品的照片图2 预烧粉体样品的XRD图2.1 XR
湖北大学学报(自然科学版) 2014年2期2014-08-20
- Hf0.5Zr0.5O2铁电薄膜的制备和性能研究
有助于增强薄膜铁电性能。400℃氧气中原位退火后薄膜剩余极化（2Pr）达到8μC/ cm2。5V以下薄膜漏电流密度为3.2×10-6A/cm2。Hf0.5Zr0.5O2薄膜的疲劳特性测试表明，在经过2×109次反转后可参与翻转总极化值有一定下降。脉冲激光沉积；Hf0.5Zr0.5O2薄膜；铁电；XRD；疲劳测试0 引 言因为铁电存储器具有双稳态极化特性，普遍被认为是应用前景广泛的非易失性存储器。大多数研究都集中在钙钛矿结构的传统铁电材料上。然而传统钙钛矿结
重庆电子工程职业学院学报 2014年3期2014-07-02
- Mn掺杂对铁酸铋薄膜漏电流和铁电性能的影响
室温下同时具备铁电性和弱铁磁性的单相多铁性材料之一，具有远高于室温的铁电居里温度(TC～1 103 K)和反铁磁奈尔温度(TN～643 K)，同时还具有相对稳定的阻变存储特性［3］，这些特殊性质使得BiFeO3材料在研究新型多态磁电存储器件方面占具重要的地位.近十多年来，随着薄膜技术的提高，BiFeO3薄膜的铁电性能也得到不断地改善.Palkar和Pinto［4］首次利用脉冲激光沉积法在室温下观察到Pt衬底上生长的BiFeO3薄膜的饱和电滞回线，但其饱和极
嘉应学院学报 2014年2期2014-03-30
- 交／直流源微弧氧化BaTiO3薄膜的微观结构及铁电性能
成、表面形貌及铁电性能的对比分析，探索一种既能快速制备性能较好的四方相BaTiO3薄膜，又能使薄膜具有较好表面形貌的新技术。1 试样制备与试验方法试验用钛基体直接从工业钛板（纯度99.5%）上截取，其表面用800＃砂纸磨光后再用 HF和HNO3的混合液（体积比为1∶3）清洗，以去除表面的氧化膜，然后依次在丙酮和蒸馏水中清洗，吹干后备用。用分析纯Ba（OH）2·8H2O按所需溶液浓度配制电解液，溶剂为蒸馏水。采用专用的JYW－50型MAO电源，钛板接阳极（待
机械工程材料 2013年7期2013-08-16
- 钇铌复合掺杂钛酸锶钡陶瓷的介电和铁电性能研究
O3陶瓷介电和铁电性能的影响，分析Y与Nb的替代作用对BST陶瓷材料介电和铁电性能的影响机理.1 实验采用固相反应法制备了Y2O3和Nb5O3复合掺杂的Ba0.9Sr0.1TiO3(YNBST)，4种掺杂的样品分别表示为YNBST1(Y2O3=0.27%摩尔分数， Nb2O5=0)，YNBST2(Y2O3=0.21%摩尔分数， Nb2O5=0.09%摩尔分数)，YNBST3(Y2O3=0.09%摩尔分数， Nb2O5=0.21%摩尔分数)和YNBST4(Y
湖北大学学报(自然科学版) 2012年2期2012-11-21
- 复合薄膜NiFe2O4-BiFeO3中的磁电耦合*
膜，磁电耦合，铁电性，铁磁性PACS:77.84.Lf，75.60.Ej，77.80.－e，77.84.－s1.引言磁电复合氧化物材料同时具有铁电相和铁磁相，且两种铁相之间存在着相互耦合作用，即磁极化可以通过电场控制，电极化也可以通过外加磁场控制，这些性质在做为电子设备制作材料领域有着广泛的应用前景［1—3］．尖晶石结构的铁酸盐(M Fe2O4，M=Co，Mn，Ni，Zn等)具有较大的电阻率和磁弹性，它与钙钛矿结构的铁电材料(BiFeO3，BaTiO3)的
物理学报 2011年6期2011-11-02
- Co 掺杂Bi5Ti3FeO15多铁陶瓷的磁电性能
-x样品都具有铁电性，但随掺杂量x的增加，剩余极化强度(2Pr)呈现先增加，减小后又增加的趋势.当掺杂量x=0.1时，样品的铁电性能最好，2Pr=11 μC/cm2，比未掺杂时提高了38.2%.实验得到综合性能最佳的Co掺杂样品为BFCT-0.5，在室温下能同时具备良好的铁电和铁磁性能.固相烧结，多铁陶瓷，剩余磁化，剩余极化PACC:7550D，77801. 引言磁电多铁材料是一种集铁电性和磁性于一体的材料.该种材料可以实现磁与电的相互转换，在新型的信息存
物理学报 2010年11期2010-09-08
- Sol-gel 法制备Bi0.85Nd0.15FeO3多铁性薄膜*
FeO3薄膜，铁电性能，铁磁性能PACC:7780F，7550D1. 引言随着信息技术的不断发展，器件的小型化、多功能化，使得人们对集电性与磁性等于一身的多功能薄膜材料研究兴趣不断高涨.多铁性材料不但具备各种单一的铁性(如铁电性、铁磁性和铁弹性)，而且通过铁性的耦合协同作用能产生一些新的功能，大大拓宽了多铁性材料的应用范围，从而使其受到广泛关注［1—5］.BiFeO3(BFO)是少数在室温下同时具有铁电性和磁性的单相多铁性材料［6—10］.早期研究中，由于
物理学报 2010年8期2010-09-08