Ca 3 (Ti 1-x Mn x ) 2 O 7 混合型非常规铁电性与Lu 1-x Sc x Fe 0.75 Mn 0

发布时间：2023-05-07 03:08

　　过渡金属氧化物的非常规铁电与多铁性研究是近年来凝聚态物理的重要研究课题。不同于传统铁电,混合型非常规铁电正逐渐成为多铁性物理及材料的研究热点,典型的如Ruddlesden-Popper(R-P)型层状钙钛矿氧化物Ca3Ti2O7和Ca3Mn2O7。理论计算其铁电性是由氧八面体两种不同的旋转模式共同畸变导致,但薄膜的铁电性的研究很少有报道。探索室温多铁性材料也是近年来凝聚态物理的重要研究课题之一,六角铁氧化物RFe03在晶体结构上类似锰氧化物RMnO3,但因其稳定相为正交结构并没有展现出很好的多铁性能。因此,本文用脉冲激光沉积技术在不同衬底上制备Ca3(Ti1-xMnx)2O7(CMTO)薄膜并研究铁电性,通过掺杂改变六角铁氧化物Lu1-ScxFe0.75Mn0.25O3陶瓷晶格结构以提高磁相变温度,取得了如下结果:(1)用脉冲激光沉积技术在(001)取向的SrTi03衬底上制备不同温度的CMTO薄膜,通过XRD和原子力显微镜(AFM)技术表征手段确定薄膜的最佳生长温度为840℃。采用热释电电流和变温铁电回线的实验测量研究了不同Mn元素掺杂比例对CMTO外延薄膜铁电性的影响。实验表明,不...

【文章页数】：80 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 铁电材料概述
    1.3 钙钛矿氧化物简介
        1.3.1 钙钛矿氧化物的发展历程
        1.3.2 钙钛矿氧化物结构分类
    1.4 铁电体的分类
        1.4.1 常规铁电体的铁电极化机制
        1.4.2 混合型非常规铁电体的极化机制
    1.5 六角铁氧化物的研究
    1.6 本文的研究目的与内容安排
第二章 样品制备和表征方法
    2.1 引言
    2.2 样品制备方法
        2.2.1 薄膜制备技术
        2.2.2 陶瓷样品制备(固相反应法和热压法)
        2.2.3 结构表征
    2.3 电磁物性测量
        2.3.1 常见电极制作方法介绍
        2.3.2 综合物性测量系统
        2.3.3 磁学测量系统
        2.3.4 铁电回线测量方法
        2.3.5 热释电电流测量方法
    2.4 本章小结
第三章 Ca₃(Ti_1-xMn_x)₂O₇(0≤x≤0.3)外延薄膜铁电性能研究
    3.1 背景介绍
    3.2 样品制备及实验方法
        3.2.1 Ca₃(Ti_1-xMn_x)₂O₇(0≤x≤0.3)靶材制备
        3.2.2 Ca₃(Ti_1-xMn_x)₂O₇(0≤x≤0.3)外延薄膜生长
    3.3 实验结果
        3.3.1 CMTO靶材性能表征
        3.3.2 薄膜结构表征
        3.3.3 铁电性质表征
        3.3.4 热释电
    3.4 讨论
    3.5 本章小结
第四章 Lu_1-xSc_xFe_0.75Mn_0.25O₃陶瓷多铁性能研究
    4.1 样品制备
    4.2 实验结果
        4.2.1 XRD结构表征
        4.2.2 SEM测量结果
        4.2.3 磁性测量
        4.2.4 讨论
    4.3 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
参考文献
攻读学位期间发表、待发表学术论文
致谢



本文编号：3810132