研究目的
系统研究Mn掺杂浓度对Bi5Ti3FeO15薄膜结构、电学与磁学性能及畴结构/翻转行为的影响，并确定最佳Mn掺杂含量。
研究成果
锰掺杂促进晶粒生长，在最佳含量为0.25时改善铁电和介电性能，并在Bi5Ti3FeO15薄膜中引入铁磁特性。畴结构保持180°且具有可观测的翻转行为，磁性能表现为剩余磁化强度增强而矫顽场弱温度依赖性。这为开发具有定制特性的多铁性器件奠定了基础。
研究不足
该研究仅限于锰掺杂浓度最高达0.4；未探索更高浓度或其他掺杂剂。薄膜制备于特定衬底（Pt/Ti/SiO2/Si）上，这可能影响材料特性。磁学测量显示存在需扣除的衬底贡献，表明可能存在不准确性。优化基于特定性能（铁电性、介电性、磁性），可能未涵盖所有潜在应用。
1：实验设计与方法选择：
采用化学溶液沉积法制备锰掺杂浓度为0.05至0.4的Bi5Ti3FeO15薄膜，工艺流程包括旋涂、预烧和退火结晶处理。
2：05至4的Bi5Ti3FeO15薄膜，工艺流程包括旋涂、预烧和退火结晶处理。 样品与数据来源：
2. 样品与数据来源：薄膜制备于Pt/Ti/SiO2/Si基底，原料包含分析纯[Fe(NO3)3·9H2O]、[Mn(CH3COO)3·2H2O]、[Bi(NO3)3·5H2O]粉末及醋酸溶解的钛酸四丁酯。
3：实验设备与材料清单：
X射线衍射仪（XRD，布鲁克D8）用于晶体结构分析，精密LC分析仪（Precision Premier-A，Radiant）测试铁电性能，阻抗分析仪（Novocontrol Alpha）测量介电特性，原子力显微镜联用压电力显微镜（PFM）观察表面形貌与压电响应，振动样品磁强计（VSM，PPMS-9，QUANTUM DESIGN）测定磁学性质。
4：实验流程与操作规范：
溶液以5000转/分钟旋涂30秒，经200℃预烧180秒和400℃预烧180秒，700℃退火240秒循环10次获得约150纳米厚度薄膜，测试均在室温下进行（特殊说明除外）。
5：数据分析方法：
XRD图谱采用JCPDF 38-1257标准卡片标定，铁电滞回线分析剩余极化与矫顽电压，介电常数与损耗角正切测量频率范围覆盖全频段，PFM用于畴结构成像与极化翻转观测，VSM通过反磁性扣除获取磁化曲线。
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X-ray diffractometer
D8
Bruker
Determining the crystalline structure of the films
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Precision LC analyzer
Precision Premier-A
Radiant
Characterizing ferroelectric properties
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Vibrating sample magnetometer
PPMS-9
QUANTUM DESIGN
Recording magnetization dependence on magnetic field
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Impedance analyzer
Alpha
Novocontrol Technologies
Analyzing dielectric properties
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Piezoelectric force microscopy
Characterizing surface structures and piezoelectric responses, equipped with HVA220 Amplifier
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