铁酸铋的应用背景

铁酸铋（BiFeO3 ），属于多铁（multiferroic）材料的一种，具有铁电性和反铁磁性，并伴随弱的铁磁性，是当前多铁材料研究的热点之一。其铁电居里点在830℃，反铁磁奈尔点位370℃，因此在室温下具有多铁性，其具有广阔的应用前景。 铁电性：铁酸铋的铁电性是由于Bi离子具有孤对电子引起的，理论上其铁电极化高于100uC/cm2，但是由于很难制备出纯的铁酸铋，其中存在二次相和各种缺陷，导致很难测出其真实的铁电极化，通常在铁酸铋陶瓷中测得的铁电极化只有几个uC/cm2。随着薄膜技术的发展，现在已经能够制备出外延的铁酸铋薄膜，测得的铁电极化和理论值十分接近（见Science的文章）。 反铁磁性：铁酸铋其具有G型的反铁磁性，Fe离子在（111）平面上是铁磁排列的，但是沿[111]方向是反铁磁排列的，并且由于在[111]方向上的反铁磁排列具有小的倾角，因此表现出弱的铁磁性。同时其还具有空间调制的磁结构，周期为62nm。 制备：制备方法有很多种，如常规的固相烧结法、快速液相烧结法、溶胶凝胶法、水热法和电弧法等等。

采用水热法制备了不同稀土元素(La、Ce、Nd)A位掺杂铁酸铋粉末.X射线衍射表明该方法制备的铁酸铋粉末为R3c三方晶相结构扫描电子显微镜图像 表明,稀土元素掺杂对铁酸铋粉末形貌影响较大,不同稀土元素掺杂的粉末呈现不同的颗粒形貌和尺寸光电子能谱扫描分析证实了掺杂稀土的存在,得到了 Fe2+的含量紫外-可见光吸收光谱显示,掺杂铁酸铋粉末在蓝绿光区(400～550nm)有着更强吸收,稀土掺杂使其吸收边蓝移磁滞回线结果表明A 位稀土元素(La、Ce、Nd)掺杂使得铁酸铋粉末铁磁性得到明显增强.

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