多鐵性la摻雜鐵酸鉍粉體的制備.研究

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1、北京化工大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過(guò)的作品成果。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識(shí)到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。作者簽名：檻日期：絲里2：查：至2一．關(guān)于論文使用授權(quán)的說(shuō)明學(xué)位論文作者完全了解北京化工大學(xué)有關(guān)保留和使用學(xué)位論文的規(guī)定，即：研究生在校攻讀學(xué)位期間論文工作的知識(shí)產(chǎn)權(quán)單位屬北京化工大學(xué)。學(xué)校有權(quán)保留并向國(guó)家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文

2、的復(fù)印件和磁盤，允許學(xué)位論文被查閱和借閱；學(xué)校可以公布學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容，可以允許采用影印、縮印或其它復(fù)制手段保存、匯編學(xué)位論文。保密論文注釋：本學(xué)位論文屬于保密范圍，在2年解密后適用本授權(quán)書。非保密論文注釋：本學(xué)位論文不屬于保密范圍，適用本授權(quán)書。作者簽名：扮導(dǎo)師簽名：日期：蘭竺2：墨型日期：血華』L第一章文獻(xiàn)綜述1．1引言隨著人類對(duì)生態(tài)環(huán)保、材料性能以及尺寸越來(lái)越高的要求，開發(fā)研制原子尺度的新材料和設(shè)計(jì)整合不同材料的特性成為新材料研究的焦點(diǎn)?？茖W(xué)家們提出了可以制造兼?zhèn)滂F電性和鐵磁性的功能納米材料，這種特殊的功能材料在

3、信息存儲(chǔ)、微波領(lǐng)域、高壓輸電線路的電流測(cè)量、寬波段磁探測(cè)以及多功能電子設(shè)備如傳感器、制動(dòng)器、感應(yīng)器、轉(zhuǎn)換器等方面都頗具發(fā)展?jié)摿Γ艿綄W(xué)術(shù)和工程領(lǐng)域的廣泛關(guān)注【闡。1．2材料的鐵磁電性質(zhì)1．2．1材料的鐵電性鐵電性最早是1921年在羅息鹽中發(fā)現(xiàn)的。那時(shí)為了紀(jì)念它的發(fā)現(xiàn)者，．被稱為Seignette電性。晶體的鐵電性通常只存在于一定的溫度范圍。當(dāng)溫度超過(guò)某一值時(shí)，自發(fā)極化消失，鐵電體變成順電體(paraelectric)。鐵電相與順電相之間的轉(zhuǎn)變通常簡(jiǎn)稱為鐵電相變，該溫度稱為居里溫度或居里點(diǎn)(Tc)。晶體在整體上呈現(xiàn)白發(fā)極化，這意

4、味著在其正負(fù)端分別有一層正和負(fù)的束縛電荷。束縛電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)在晶體內(nèi)部與極化反向，使靜電能升高。在受機(jī)械約束時(shí)，伴隨著自發(fā)極化的應(yīng)變還將使應(yīng)變能增加。所以均勻極化的狀態(tài)是不穩(wěn)定的，晶體將分成若干個(gè)小區(qū)域，每個(gè)小區(qū)域內(nèi)部電偶極子沿同一方向，但各個(gè)小區(qū)域中電偶極子的方向不同。這些小區(qū)域稱為電疇或疇(domain)。疇的間界叫疇壁(domainwall)。疇的出現(xiàn)使晶體的靜電能和應(yīng)變能降低，但疇壁的存在引入了疇壁能。總自由能取極小值的條件決定了電疇的穩(wěn)定構(gòu)型。晶體的極化隨電場(chǎng)的變化而變化。但電場(chǎng)較強(qiáng)時(shí)，極化與電場(chǎng)之間呈非線性關(guān)系。圖

5、1．1為鐵電材料極化轉(zhuǎn)向的電滯回線。圖中顯示了一些重要的參數(shù)如矯頑場(chǎng)、剩余極化及飽和極化。在電場(chǎng)作用下，新疇成核長(zhǎng)大，疇壁移動(dòng)，導(dǎo)致極化轉(zhuǎn)向。在電場(chǎng)很弱時(shí)，極化線性地依賴于電場(chǎng)，此時(shí)可逆的疇壁移動(dòng)占主導(dǎo)地位。當(dāng)電場(chǎng)增強(qiáng)時(shí)，新疇成核，疇壁運(yùn)動(dòng)成為不可逆的，極化隨電場(chǎng)的增加比線性段快。當(dāng)電場(chǎng)達(dá)到相應(yīng)于B點(diǎn)的值時(shí)，晶體成為單疇的，極化趨于飽和。電場(chǎng)進(jìn)一步增強(qiáng)時(shí)，由于感應(yīng)極化的增加，總極化仍然有所增大(BC段)。如果趨于飽和后電場(chǎng)減小，極化將循CBD曲線減小，以致當(dāng)電場(chǎng)達(dá)到零時(shí)，晶體仍保留在宏觀極化狀態(tài)。線段OD表示的極化稱北京化工大

6、學(xué)碩士學(xué)位論文為剩余極化Pr(rcmanclltpolarization)。將線段cB外推到與極化軸相交于E，則線段OE等于自發(fā)極化Ps。如果電場(chǎng)反向，極化將隨之降低并改變方向。直到電場(chǎng)等于某一值時(shí)，極化又將趨于飽和。這一過(guò)程如曲線DFG所示。OF所代表的電場(chǎng)是使極化等于零的電場(chǎng)，稱為矯頑場(chǎng)Ec(coercivefield)。電場(chǎng)在正負(fù)飽和值之間循環(huán)一周時(shí)，極化與電場(chǎng)的關(guān)系如曲線CBDFGHC所示，此曲線稱為(飽和)電滯回線(hysteresisloop)。1．2．2材料的鐵磁性極P{BC化礦～E，飛警—～l～?I／H0”l，

7、電場(chǎng)E．：少‘圖卜1鐵電體的電滯回線Fig．1-1hysteresisloopofferroelectric材料的磁性來(lái)源于形成點(diǎn)陣的原子或離子。原子或離子的磁矩有三個(gè)主要的來(lái)源：(1)電子所固有的自旋；(2)電子繞核旋轉(zhuǎn)的軌道角動(dòng)量；(3)外加磁場(chǎng)感生的軌道磁矩的變化。前兩個(gè)效應(yīng)對(duì)磁化產(chǎn)生順磁性貢獻(xiàn)，第三個(gè)給出抗磁性貢獻(xiàn)。處于基態(tài)ls的氫原子，軌道矩為零，它的磁矩是電子自旋磁矩加上一個(gè)不大的感生抗磁矩。處于ls2態(tài)的氦，自旋矩和軌道矩均為零，只有感生磁矩。電子殼層已經(jīng)填滿的原子自旋矩和軌道矩都等于零：自旋矩和軌道矩是與未填滿

8、的殼層相聯(lián)系的。晶體中影響磁性的因素大體有兩種，一是原子磁矩或自旋磁矩的直接或間接的相互作用，另一個(gè)是這些磁矩對(duì)外磁場(chǎng)響應(yīng)的特性。如果原子或離子周圍沒(méi)有未成對(duì)電子，那么它們就不會(huì)有凈磁矩，即在完全填滿的軌道中，軌道磁矩和電子自旋磁矩抵消為零，材料就不會(huì)顯示抗磁性。如果存在未成