多铁性材料BiFeO3的研究
《BiFeO3基固溶体薄膜的铁电光伏效应及调控机理》范文
《BiFeO3基固溶体薄膜的铁电光伏效应及调控机理》篇一一、引言近年来，铁电材料由于其独特的物理性质和广泛的应用前景，已成为材料科学研究的热点之一。
其中，BiFeO3（BFO）基固溶体薄膜因其具有优异的铁电、压电和磁学性能，被广泛应用于多铁性材料、传感器、太阳能电池等领域。
铁电光伏效应是BFO基固溶体薄膜的重要物理特性之一，对其性能的深入研究和调控对于提高器件性能具有重要意义。
本文将就BiFeO3基固溶体薄膜的铁电光伏效应及调控机理进行详细探讨。
二、BiFeO3基固溶体薄膜的铁电光伏效应BiFeO3基固溶体薄膜具有优异的铁电性能，其铁电光伏效应主要源于薄膜内部的自发极化。
在施加电场或光照等外界刺激时，薄膜内部电荷分布发生变化，导致光生载流子的分离和迁移，从而产生光电流。
这种光电流的产生与薄膜的铁电性能密切相关，具有较高的光电转换效率和稳定性。
三、BiFeO3基固溶体薄膜的铁电光伏效应调控机理BiFeO3基固溶体薄膜的铁电光伏效应可以通过多种方式进行调控。
首先，通过改变薄膜的组分和结构，可以调整其铁电性能和光学性质，从而影响铁电光伏效应。
例如，引入其他元素形成固溶体，可以改变BFO的晶体结构，进而影响其铁电性能。
此外，通过改变薄膜的厚度、表面粗糙度等参数，也可以对其铁电光伏效应进行调控。
另一方面，外部刺激如电场、光照、温度等也可以对BFO基固溶体薄膜的铁电光伏效应进行调控。
例如，通过施加外部电场可以改变薄膜内部的极化状态，从而影响光生载流子的分离和迁移。
此外，光照强度和波长的变化也会影响光生载流子的产生和分布，进而影响铁电光伏效应。
四、BiFeO3基固溶体薄膜的制备与表征制备BFO基固溶体薄膜的关键在于控制薄膜的组分、结构和性能。
目前，常用的制备方法包括溶胶-凝胶法、脉冲激光沉积法、化学气相沉积法等。
在制备过程中，需要严格控制实验条件，如温度、压力、气氛等，以保证薄膜的质量和性能。
制备完成后，需要对薄膜进行表征，包括结构表征、电学性能测试、光学性能测试等，以评估其铁电光伏效应及性能。
Sr2FeMoO6与BiFeO3结构诱导磁电性质研究的开题报告
Sr2FeMoO6与BiFeO3结构诱导磁电性质研究的开题报告一、研究背景多铁材料具有磁性和铁电性质，在电磁信息存储领域有着广泛的应用。
Sr2FeMoO6 (SFMO)和BiFeO3 (BFO)是两种典型的多铁材料，分别具有不同的结构和物理性质。
SFMO是一种稀土双铁氧体材料，结构为A2BB’O6，其中A代表轻稀土或碱土金属离子，BB’代表两种不同的铁离子。
BFO是一种单一铁氧体材料，结构为ABO3，其中A代表大离子，B代表铁离子。
SFMO和BFO的结构中均含有铁离子，具有原则上可以诱导磁电耦合的潜力。
在对这两种材料进行研究时，需要对其结构进行深入研究，以了解其结构对其磁电性质的影响。
二、研究目的和内容本次研究的目的是探究SFMO和BFO的结构对其磁电性质的影响，并寻找可能存在的磁电耦合效应。
具体研究内容如下：1.对SFMO和BFO的结构进行分析，并利用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）等技术对其晶体结构进行研究。
2.通过磁性测试和电学测试，分别研究SFMO和BFO的磁性和铁电性质，并探讨其磁电耦合效应。
3.最后，评估在材料设计和制备中结构调控对多铁材料的磁电性质影响，为多铁材料的应用提供理论支持。
三、研究方法和技术路线本项研究的方法和技术路线如下：1.样品制备：利用固相反应法制备SFMO和BFO样品。
2.晶体结构分析：利用XRD、SEM和TEM等技术对样品结构进行分析。
3.磁性测试：通过磁性测量仪对样品的磁性进行测试。
4.电学测试：通过电学测量仪对样品的铁电性质进行测试。
5.数据分析：将磁性和电学数据分析，并探究其磁电耦合效应。
四、预期成果本项研究预期成果如下：1.深入了解SFMO和BFO的晶体结构和磁电性质。
2.发现可能存在的磁电耦合效应，并评估结构调控对多铁材料的磁电性质的影响。
3.为多铁材料的设计和制备提供理论支持，促进多铁材料在电磁信息存储领域的应用。
BiFeO3及其掺杂体系的纳米粒子和薄膜的制备与性质研究的开题报告
BiFeO3及其掺杂体系的纳米粒子和薄膜的制备与性
质研究的开题报告
一、选题背景
铁酸钡钛石（BFO，BiFeO3）是一种多铁性材料，具有磁性和铁电
性质，因此被广泛应用于磁存储、铁电存储、传感器等领域。
然而，它
的应用受到晶体结构、缺陷、掺杂等因素的影响，因此需要对其纳米粒
子和薄膜的制备与性质研究进行探究。
二、研究目的
本研究旨在制备BFO及其掺杂体系的纳米粒子和薄膜，并分析其结构、形貌、物理性质等，研究其对多铁性性质的影响，进一步探究其应
用于磁存储、铁电存储、传感器等领域的可能性。
三、研究内容及方法
1.合成BFO及其掺杂体系的纳米粒子和薄膜；
2.采用X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、原子力显微镜（AFM）等技术对其结构、形貌进行表征；
3.使用磁学和电学测试系统，对BFO及其掺杂体系的磁性和铁电性
能进行测试；
4.利用光学测试系统，对其光学性能进行测试；
5.分析实验结果，探究对多铁性性质的影响。
四、预期研究结果
1.成功制备BFO及其掺杂体系的纳米粒子和薄膜；
2.分析其结构、形貌和物理性质等；
3.探究BFO及其掺杂体系对多铁性性质的影响；
4.为BFO及其掺杂体系的应用提供理论依据。
五、研究意义
BFO及其掺杂体系的研究对于制备高性能的多功能材料、发展铁电存储和磁存储技术起到重要作用。
本研究有助于深入了解BFO及其掺杂体系的物理性质，为其应用于磁存储、铁电存储、传感器等领域的开发提供了重要理论基础。
BiFeO3结构演变及其磁电耦合特性研究
BiFeO3结构演变及其磁电耦合特性研究作者：田娅晖彭怡刘宇来源：《科技风》2019年第29期摘要：多铁材料由于同时具有铁电、铁磁和铁弹性等两种以上铁性，并且这几种铁性之间存在相互耦合作用而备受关注，在新型功能器件有着广泛的应用前景。
作为单相多铁材料的BiFeO3（BFO）具有高的居里温度和尼尔温度，室温下具有自发的铁电极化和铁磁极化，可以实现多态存储行为提高存储密度和非易失性。
本文通过对BFO材料的基本物性和应用前景的探讨，深入研究了提高材料磁电耦合特性的方法。
关键词：多铁;BiFeO3;磁电耦合基于半导体集成电路技术已逐步逼近物理极限，后摩尔时代的信息技术亟待全新存储技术的出现。
现代计算机存储器件都是易失性器件，当意外断电后存储的信息立即消失，存储密度较低，而且具有较高的能耗。
因此开发新型非易失性器件，实现高密度存储，是未来发展高性能计算机的关键。
采用同时具有铁磁性和铁电性的多铁材料设计的新型功能器件具有额外的自由度，可以实现四态存储行为，因此在信息存储领域优势明显。
多铁材料指的是同时具有铁电、铁磁和铁弹性等两种以上铁性，并且这几种铁性之间存在相互耦合作用的新型功能材料。
多铁材料可以分为复合材料和单相材料两种。
作为单相多铁材料的BiFeO3（BFO）具有高的居里温度和尼尔温度，室温下具有自发的铁电极化和铁磁极化，可以实现多态存储行为提高存储密度。
一、BiFeO3多铁材料的特性作为单相多铁材料的BFO具有如下优点：（1）具有高的居里温度和尼尔温度，室温下具有自发的铁电极化和铁磁极化，可以实现多态存储行为提高存储密度。
（2）在BFO的铁电态和铁磁态之间存在耦合作用，可以利用磁电耦合效应实现存储器件的“电写磁读”。
[1，2]在“读”和“写”数据的过程中，采用电脉冲代替磁场产生的电流，可以减少器件的功耗。
[3]（3）由于存在“电滞”和“磁滞”现象，铁电极化和铁磁极化不会随着电场或磁场的消失而消失，因此基于BFO材料制备的存储器件具有非易失性。
《钬、锰共掺杂铁酸铋纳米薄膜多铁特性》范文
《钬、锰共掺杂铁酸铋纳米薄膜多铁特性》篇一一、引言随着现代科技的进步，多功能材料，特别是那些具备多铁（磁、电、光）特性的材料成为了科研领域的热门研究课题。
多铁材料由于在信息存储、能源转化等众多领域展现出广阔的应用前景，备受科学家的关注。
本文选取了一种多铁性材料——钬、锰共掺杂的铁酸铋（BiFeO3）纳米薄膜，对其多铁特性进行了深入研究。
二、钬、锰共掺杂铁酸铋纳米薄膜的制备与表征在本次研究中，我们首先采用共掺杂的方法制备了钬、锰共掺杂的铁酸铋纳米薄膜。
采用先进的物理气相沉积技术，在适当的温度和压力条件下，将掺杂元素与铁酸铋混合并沉积在基底上，形成纳米薄膜。
制备完成后，我们使用X射线衍射、扫描电子显微镜等手段对薄膜的微观结构进行了表征。
结果表明，钬、锰成功掺杂进了铁酸铋的晶格中，并形成了均匀的纳米薄膜结构。
三、多铁特性的研究（一）磁学特性我们对制备的纳米薄膜进行了磁学特性的研究。
通过测量其磁化强度随磁场的变化曲线，我们发现，钬、锰的共掺杂显著提高了铁酸铋的磁性。
此外，在低温下，我们还观察到明显的磁滞现象，这表明该材料在低温下具有较好的磁稳定性。
（二）电学特性我们进一步研究了该纳米薄膜的电学特性。
通过测量其电导率随温度和电场的变化，我们发现，钬、锰的共掺杂显著提高了铁酸铋的电导率。
此外，我们还观察到明显的压电效应和热电效应，这进一步证明了该材料具有多铁特性。
（三）光学特性除了磁学和电学特性外，我们还研究了该纳米薄膜的光学特性。
通过测量其光学吸收谱和反射谱，我们发现该材料在可见光范围内具有较好的光学性能。
此外，我们还观察到明显的光致发光现象，这为该材料在光电器件领域的应用提供了可能。
四、结论通过对钬、锰共掺杂的铁酸铋纳米薄膜的多铁特性进行深入研究，我们发现该材料在磁学、电学和光学方面均表现出优异的性能。
特别是其磁性和电导率的显著提高以及明显的压电、热电和光致发光效应，使得该材料在信息存储、能源转化和光电器件等领域具有广阔的应用前景。
多铁性材料铁酸铋的制备研究
广 东 化 工
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多铁 性材料铁酸铋 的制各研 究
倪 波
（太 原 工业 学院 材 料工 程系 ， 山西 太原 ０３０００８）
【摘 要】采 用溶胶 凝胶 法 制备 了铁 酸铋 粉体 ，研究 了ｒ不 同溶 剂 、柠 檬酸 用量 和煅 烧温 度 对粉 体相 结构 的影 响 。结 果表 明 ：制 得的 样 品均 为 钙
样 品 的制 备起 关键 的作 用 。 以分析 纯 硝酸 铋 、硝酸 铁为 原料 ，溶 剂分 别为 （１）无 水乙醇 （２）
乙二 醇（３）无 水 乙醇 、乙二醇 的混 合液 ，其 中 乙二醇 与无 水 乙醇体
积 比为７：３，实验 过程 中采 用 柠檬 酸 为络 合剂制 备 前驱 体溶 液 。 具 体过 程 如 下：制 备０，Ｉ ｍｏｌ的ＢｉＦｅｏ３，准 确称 取硝 酸铋 、硝 酸铁 、 柠 檬酸 溶 解在 ８０ ｍＬ溶 剂 中配制 成ＢｉＦｅＯ 前 驱体 溶液 ， 并在 磁力
【中 图分类 号］ＴＱ
［文献 标 识码】Ａ
［文 章编 号】１００７—１８６５（２０１８）１３·００３５—０２
Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ ｏｆ Ｍ ｕｌｔｉｆｅｒｒｏｉｃ Ｍ ａｔｅｒｉａｌｓ ＢｉＦｅＯ ３
Ｎ ｉ Ｂｏ （Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｔａｉｙｕａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｔａｉｙｕａｎ ０３０００８，Ｃｈｉｎａ）
小 时所测 得 的 ＸＲＤ 图谱 。干凝 胶 经过 ６５０～７５０ ℃预 烧 后 ，粉 体 均 已形 成 晶体 。但 在结 晶过 程 中有 部分 杂相 生成 ，其 主要 集 中在 ２２．４６。～３Ｉ．４６。之 间 。分析 可知 ，在 ６５０℃ 、７００℃和 ７５０℃预 烧 时杂 相主 要 为 Ｂｉ２Ｆｅ４Ｏ９和 Ｂｉ２５ＦｅＯ４０，高温过 程 中可 能会使 相应 的 Ｂｉ ｏ，产 生挥 发 ，导致 参加 反应 的 Ｂｉ 较 少而 产 生杂 相 。随着温 度 的逐 渐升 高 ，衍 射峰 宽逐 渐变 窄 ，晶体 结 晶程度 越来 越 完全 。
多铁性复合薄膜的研究
多铁性FeBSi/BaTiO3复合薄膜的研究摘要本文介绍了多铁性复合薄膜的制作所需要选择的溶剂，多铁性复合薄膜的性质，多铁性材料由于其不但具有单一的铁性(如铁电性、铁磁性和铁弹性)，而且由于不同铁性之间的耦合协同作用会产生新的磁电效应，在换能器、传感器、存储器等高技术领域具有巨大应用潜力。
其中，磁电复合薄膜由于具有良好的微电子工艺兼容特性和良好的性能，并存在许多尚未的物理问题，使得磁电复合薄膜的研究成为众多研究者关注的热点。
本文还从实验和理论两个方面介绍了目前多铁性磁电复合薄膜的研究现状。
综述了几种典型结构的磁电复合薄膜的实验制备和性能，同时介绍了用格林函数方法、相场模型和从头算方法等几种理论工具对磁电复合薄膜模拟计算的结果。
最后，指出了多铁性符合薄膜目前存在的问题和未来的发展趋势。
关键词：多铁性，磁电效应，薄膜，复合材料AbstractThis article describes the multiferroic composite thin films produced by the need to select the solvent and multiferroic properties of composite films. Multiferroic material because of its nature not only has a single iron(Such as ferroelectricity, ferromagnetism and iron flexibility). And because the coupling between different iron synergy will create new magnetic effect, In the transducer., sensor, memory and other high-tech areas have great potential applications. Among them, magnetic composite films in microelectronics technology as compatible with good features and good performance. And there are many unsolved physical problems. Makes the magnetic composite thin films as the focus of attention of many researchers.In addition, from both experimental and theoretical description of the current multiferroic composite thin film magnetic Research. Review the structure of several typical experimental magnetic composite films preparation and performance. Also introduced by Green function method, phase field model and ab initio methods, such as several theoretical tool for magnetic composite films simulated results. Finally, iron deficiency found that a number of films present problems and future trends.Keywords: Multiferroic, Magnetoelectric effect, Film, Composite materials目录摘要 (Ⅰ)Abstract (Ⅱ)第1章绪论 (1)1.1 引言 (1)1.2 多铁性复合薄膜国内外研究现状 (3)1.2.1 国外研究现状 (3)1.2.2 国内研究现状 (3)1.3 前景展望 (3)第2章磁电复合薄膜的实验研究 (5)2.1 1-3 型柱状复合磁电薄膜 (5)2.2 0-3 型颗粒复合磁电薄膜 (7)2.3 2-2 型叠层复合磁电薄膜 (11)2.4 准2-2 型磁电薄膜 (14)第3章磁电复合薄膜的理论研究 (17)第4章结论 (20)参考文献 (21)致谢 (22)第1章绪论1.1 引言多铁性材料是指材料的同一个相中包含两种及两种以上铁的基本性能，是一种集电与磁性于一身的多功能材料。
BiFeO3粉体的制备、表征及掺杂改性的开题报告
BiFeO3粉体的制备、表征及掺杂改性的开题报告
一、课题背景与研究意义
BiFeO3是一种具有多种优良性质的多功能材料，具有良好的光电、磁电、铁电等特性，在光学、电子、能源等领域都有广泛应用前景。
BiFeO3粉体的制备、表征及掺杂改性是当前研究的热点之一，对其进行
深入研究有利于优化材料性能，拓展其应用领域。
二、研究内容及方案
（1）BiFeO3粉体的制备
采用化学沉淀法、溶胶-凝胶法等制备BiFeO3粉体，并比较不同制
备方法的优缺点。
（2）BiFeO3粉体的表征
采用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显
微镜（TEM）、拉曼光谱等手段对BiFeO3粉体进行表征，分析其晶体结构、形貌、尺寸分布、函数化学官能团等。
（3）掺杂改性研究
采用离子掺杂、表面修饰等方法对BiFeO3粉体进行掺杂改性，探究掺杂元素对BiFeO3电学、磁学、力学等性能的影响，优化其物理性质。
三、研究计划与进度
（1）BiFeO3粉体制备及表征（3个月）
采用化学沉淀法、溶胶-凝胶法制备BiFeO3粉体，通过XRD、SEM、TEM、拉曼光谱等手段对其进行表征。
（2）BiFeO3掺杂改性研究（6个月）
采用离子掺杂、表面修饰等方法对BiFeO3进行掺杂改性，分析不同掺杂元素对其性能的影响。
（3）论文撰写（3个月）
撰写毕业论文，准备答辩。
四、预期研究成果
通过对BiFeO3粉体的制备、表征及掺杂改性研究，得出优化BiFeO3性能的方法及其机制，有望为BiFeO3材料的应用拓展提供参考。