YMnO3基多鐵體的制備與表征.pdf

1、本文從非晶及摻雜兩個方面研究YMnO3多鐵材料的結(jié)構(gòu)及性能。與晶體結(jié)構(gòu)材料相比，非晶結(jié)構(gòu)的材料具有獨特的性能，如好的導(dǎo)電性及磁性能。對于短程有序的非晶結(jié)構(gòu)材料，雖然不具備像晶體結(jié)構(gòu)的長程有序的結(jié)構(gòu)，但是這并不影響它的磁學(xué)的性質(zhì)。因此對非晶的多鐵材料的研究可以讓我們理解更多的關(guān)于它的鐵磁性能及鐵電耦合的作用規(guī)律。但是非晶材料的制備，特別是非晶多鐵材料的制備一直是材料科學(xué)中的研究難點。本文用機械合金化的方法在室溫的條件下合成了具有非晶結(jié)構(gòu)的

2、YMnO3粉末。通過對球磨40h的樣品粉末XRD分析發(fā)現(xiàn)，在XRD圖譜中出現(xiàn)非晶結(jié)構(gòu)的典型光環(huán)峰(Diffuse Haloes and Smooth Peak)，證實了非晶結(jié)構(gòu)的YMnO3粉末的生成。用差熱(DTA)分析發(fā)現(xiàn)在1009K左右，出現(xiàn)了非晶到結(jié)晶的轉(zhuǎn)變峰，這進一步證實了這種粉末具有非晶結(jié)構(gòu)。通過用量子磁測量儀(SQUID)測量非晶的磁極化系數(shù)隨溫度變化的曲線發(fā)現(xiàn)，具有非晶結(jié)構(gòu)的YMnO3的反鐵電轉(zhuǎn)變溫度為40K，比報道的晶體

3、結(jié)構(gòu)的Neel溫度(80K)低。
　　Fe3+和Cr3+離子半徑與Mn3+相近，但是所形成的YFeO3和YCrO3具有與YMnO3不同的晶體結(jié)構(gòu)類型。因此對Fe和Cr摻雜的研究可以讓我們了解更多關(guān)于六方結(jié)構(gòu)的YMnO3結(jié)構(gòu)及性能。更重要一點，由于長期以來對YMnO3材料鐵電轉(zhuǎn)變溫度一直存在爭議，通過Fe和Cr摻雜的研究，可以揭示結(jié)構(gòu)對鐵電有序的轉(zhuǎn)化溫度的影響。本文用傳統(tǒng)的固相合成法，用二氧化錳(MnO2)及氧化釔(Y2O3)作為原

4、理成功地合成了單相 YMnO3。通過XRD及紅外、拉曼光譜分析發(fā)現(xiàn)，當(dāng)Fe摻雜量達到20％(摩爾比)，或Cr摻雜量達到5%時，出現(xiàn)了正交結(jié)構(gòu)的第二相。研究發(fā)現(xiàn)在Fe摻雜過程中晶格常數(shù)c隨Fe的含量增大而增大，而在Cr摻雜過程當(dāng)中，晶格常數(shù)a和c都隨Cr的含量增加而增加。通過對單相的YMnO3介電常數(shù)隨溫度變化測量發(fā)現(xiàn)，TC和T0分別為821K和913K，與文獻所報道的相符。然而在測量介電常數(shù)隨溫度變化曲線過程中，我們發(fā)現(xiàn)在573K左右有