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《鈣鈦礦結(jié)構(gòu)（la，ca）（mn，ti）olt3gt材料的制備與性能研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、摘要鈣鈦礦結(jié)構(gòu)材料覆蓋了整個電氣性能范圍，包括了：鐵電體、順電體、壓電體、反鐵電體、絕緣體、半導(dǎo)體、快離子導(dǎo)體、金屬導(dǎo)體和超導(dǎo)體。對理想鈣鈦礦晶體結(jié)構(gòu)的微小偏離往往會導(dǎo)致新的性能的產(chǎn)生。復(fù)鐵電性磁電子材料是在同一相中同時具有鐵電性和鐵磁性的材料，可以應(yīng)用到傳感器，波導(dǎo)器件，轉(zhuǎn)換器，相位倒相器，變頻器，調(diào)節(jié)器等，在無線電電子學(xué)，光電子學(xué)，微波電子學(xué)等領(lǐng)域的發(fā)展具有重要意義。鐵電性和鐵磁性都有著相同或相似的晶體結(jié)構(gòu)，即鈣鈦礦結(jié)構(gòu)或是類鈣鈦礦結(jié)構(gòu)。因此，制備在單一鈣鈦礦結(jié)構(gòu)材料中同時存在鐵電性和鐵磁性的材料
2、成為可能。在鈣鈦礦結(jié)構(gòu)(Re，Ae)Ti03(Re為三價稀土離子，Ae為二價堿土離子)材料中，A位離子的取代可以對材料的極化性能和電阻特性產(chǎn)生影響。然而，B位磁性離子(Mn離子)的引入，不僅會影響材料的介電性能，還可能由于存在Mn3+，Mn4+雙交換作用以及一Mn—O—Mn一電子輸運通道的形成，對材料的導(dǎo)電性能和磁性能產(chǎn)生影響。所以，深入研究(Re，Ae)(Mn，Ti)03材料的微觀結(jié)構(gòu)和性能，對復(fù)鐵電性磁電子材料的發(fā)展具有重要意義。本文采用固相燒結(jié)法，成功制備了單相Lao5Cao5Mn。Tn03(O
3、≤z≤O．8)材料。重點研究了B位Mn摻雜對材料結(jié)構(gòu)，介電性能，電阻特性和磁性能的影響，并分析了對性能產(chǎn)生影響的微觀機制。本文還研究了制備工藝條件對材料結(jié)構(gòu)的影響以及材料結(jié)構(gòu)變化對介電性能的影響。研究證明：在相同的燒結(jié)工藝條件下，隨著Mn含量的升高，更多的Ti4+離子被離子半徑相對較小的Mn4+離子替代，晶格常數(shù)減小。h佃的摻雜能夠促進La0．5ca05MnxTil_x03材料晶粒生長。相同燒結(jié)條件下，隨著Mn摻量的升高，晶粒尺寸增大，材料孔隙率減小趨于致密。高溫?zé)Y(jié)，有利于Lao5Ca05Mnxrn
4、l．x03材料中的Mn4+更完全的進入晶格的B位替代Ti4+離子，造成晶胞體積減??；也有利于離子的擴散，促使Lao．5Cao5MnxTil_x03材料晶粒生長和材料塊體的致密化。燒結(jié)時間延長，固相反應(yīng)更完全，離子有充分的時問擴散和遷移，晶粒長大，晶粒形狀趨于完整，材料致密化程度提高。Mn含量較低時(z≤O．3)，La05Cao5Mn，Til．。03材料內(nèi)部存在空間電荷極化，松弛極化和位移極化。Mn含量較高時(O．4≤z莖0．6)，Lao5cao5Mn。Til．x03材料內(nèi)部形成了(肋，j以。)復(fù)合缺陷
5、型類偶極子，材料的介電常數(shù)大幅上升。Mn含量很大時(x>o．6)，材料內(nèi)部開始出現(xiàn)(脅：·吒‘·^堿)直線型排布的復(fù)合缺陷，(蚴zj·吃’·^鋤；)的出現(xiàn)消耗了(^璉i％。)型類偶極子，介電常數(shù)又開始下降。燒結(jié)溫度升高和燒結(jié)時間延長都會使得La0．5Cao．5Mn。Til．。03材料晶粒長大，材料致密化程度更高。大晶的粒度有利于在單個晶粒中形成多個疇，疇域界的運動可以在單個晶粒內(nèi)形成大的極化強度，形成了更高的介電常數(shù)。材料孔隙率降低趨于致密化，是材料的相對介電常數(shù)增大的另一個原因。Lao5Cao5Mn
6、小1．x03體系材料中，隨著Mn摻雜量的增大，體系提供的3d電子數(shù)增多，同時電子輸運通道改善，導(dǎo)電性得到了提高。Lao5ca05Mn，Til_x03(o≤x≤o．4)材料的室溫電阻率還呈現(xiàn)電阻電壓效應(yīng)。La05Cao5Mn。Til．。03(osxso．7)材料中，Mn離子含量增大，則抑制了自旋擾動，不易在樣品內(nèi)形成短程鐵磁關(guān)聯(lián)的團簇，從而使得磁導(dǎo)率上升。Mn含量增大導(dǎo)致參與雙交換作用的Mn3+／Mn4+比例上升，是材料磁導(dǎo)率上升另一原因。關(guān)鍵詞：鈣鈦礦結(jié)構(gòu)，鐵電一鐵磁性，Mn摻雜，燒結(jié)條件，極化機制，
7、導(dǎo)電機制AbstractMuhiferroelectric·magnetoelectricmaterialshavebothfermelec伍cpmpertiesa11dfermma印eticpropeniesinasin百ephase．DuetotlleiruIliquepropemes，tllesematerimshavebeenutmzedas眥lsducers，waveguides，s謝tches，phaseinVertors，modulators，etc，playinganincreaSin
8、glyimportalltrolein廿1edeVelopmentofdevicesinmefieldofradio—elcctrDIlics，opt0一elec缸Dnjcs，111icm-waveelectr011ics．FerroelectronicmaterialsandferromagneticmaterialshaVesimilarcrystalshl】cture卜——perovskitcstructure(AB03)．Therefore，it
