研究目的
通过介电分析理解弛豫机制,并将所制备的0.7(BiGdxFe1?xO3)?0.3(PbTiO3)复合材料的其它物理性质与结构相关联。
研究成果
合成的样品呈现具有杂质的三方对称性、高密度、频率和温度依赖的电学特性、非德拜弛豫行为以及同时具备弱铁磁性与铁电性的多铁性特征。当x=0.05时剩余磁化强度达到最高值,表明其在多功能器件与自旋电子学应用方面具有潜力。
研究不足
X射线衍射中存在杂质相,高漏电流导致损耗型P-E回线,以及需要更高电场才能获得更好的极化测量结果。潜在的优化方向包括减少杂质并提高样品纯度。
1:实验设计与方法选择:
采用高温固相混合氧化物法制备复合材料。通过X射线衍射(XRD)进行结构分析,介电谱测试电学性能,阻抗分析研究弛豫机制,铁电与磁学测量评估多铁性特性。
2:样品选择与数据来源:
以高纯度氧化物(Bi2O3、Fe2O3、Gd2O3、PbO、TiO2)为原料合成x=0.0、0.05、0.10、0.15和0.20的样品,在室温和不同温度/频率下采集数据。
3:Fe2OGd2OPbO、TiO2)为原料合成x=15和20的样品,在室温和不同温度/频率下采集数据。 实验设备与材料清单:
3. 实验设备与材料清单:玛瑙研钵(研磨)、氧化铝坩埚(煅烧)、液压机(压片)、LCR表(M/S Hioki-3532,介电测量)、高级铁电测试仪(M/S Marine India,P-E回线)、振动样品磁强计(Lakeshore 7410型号,M-H回线)及X射线衍射仪。
4:实验流程与操作步骤:
混合研磨氧化物→800°C煅烧5小时→3×10^6 Pa压片→850°C烧结5小时→镀金/银电极→通过XRD、介电谱、阻抗分析、P-E回线及M-H回线进行表征。
5:数据分析方法:
基于JCPDS标准卡片分析XRD物相,研究介电参数的温度/频率依赖性,通过模型拟合阻抗数据解析弛豫行为,分析磁滞回线获取铁电与磁学特性。
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Vibrating Sample Magnetometer
7410
Lakeshore
Used to trace magnetization versus magnetic field hysteresis curves (M-H loops) at room temperature to study magnetic properties.
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LCR meter
3532
Hioki
Used to obtain capacitance, inductance, and resistance readings at various frequencies and temperatures for dielectric analysis.
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Ferroelectric tester
Marine India
Used to trace polarization-field hysteresis loops (P-E loops) at room temperature to study ferroelectric properties.
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X-ray diffractometer
Used for X-ray diffraction (XRD) to determine crystallographic structure and phase identification at room temperature.
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Hydraulic press
Used to form pellets from calcined powders at a pressure of 3×10^6 Pa for sintering.
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