论文部分内容阅读
铋层状结构铁电体是重要的信息功能材料。因其独特的晶体结构和电性能吸引着众多的科研工作者。本论文在充分调研这类材料发展概况的基础上,结合本实验室的特点,提出以铋层状共生铁电体为研究对象,以其结构变异及其对功能的影响机制为主题,以探索和优化其电学特性为主要目的展开研究。论文主要内容概述如下:
第一章为绪论部分。文中首先简要介绍了铁电材料的基本特点和主要类型。然后重点介绍了铋层状铁电材料的结构特点及研究现状。最后介绍了论文的选题背景及主要研究内容。
第二章主要研究了铋层状共生铁电体Bi2WO6-Bi3TiNb9O的结构与性能。首次确定了其居里温度,同时发现两个介电弛豫损耗峰。阻抗谱研究表明双峰分别对应于晶内和晶界弛豫过程。其中晶内过程与氧空位跳跃有关,为局域弛豫过程。此外,发现该材料是一种新的离子导体,晶内介电弛豫损耗峰的强度与温度之间满足类居里-外斯定律。最后,基于晶体结构分析探讨了氧离子扩散的可能途径。
第三章主要研究了La取代对铋层状共生铁电体Bi2W06-Bi3TiNbO9结构和性能的影响。发现La掺杂可明显提高共生铁电体BisTiNbWO15的室温介电率,但居里温度随La含量的增加而降低,当取代量达到一定程度时La3+可以进入[Bi2O2]2+层并导致介电相变的弥散行为。此外,适量La取代后可以在室温下获得样品的电滞回线。本章还对La取代样品介电弛豫损耗峰的弛豫参数及其动力学进行了探讨。
第四章主要研究了共生铁电陶瓷Bi3TiNbO9-Bi4Ti3O12的结构与性能。通过晶体结构分析和自发极化计算阐明在α-c面内相对c轴八面体扭曲程度的增加对共生铁电体的铁电性有重要贡献。剩余极化的增大主要归因于比Bi3TiNbO9更大的自发极化和比Bi4Ti3O12更容易进行的畴反转行为。
第五章主要探讨了进一步增大共生铁电陶瓷Bi3TiNbO9-Bi4Ti3O12剩余极化的途径。发现Nb位Ti/Mo共取代后样品的剩余极化明显降低,漏导增加明显。而对共生Bi7-xLaxTi4NbO21铁电陶瓷,La取代对介电率有一定的调制作用。而且,适量的La3+填充有助于铁电压电性的提高。通过晶体结构和拉曼光谱分析探讨了离子取代位置及对晶体结构和性能的影响机制。
第六章是对论文主要结果和创新之处的总结以及对未来工作的展望。