《單相室溫高性能多鐵性材料設計、製備和特性研究》是依託四川師範大學，由吳江濤擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：單相室溫高性能多鐵性材料設計、製備和特性研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：吳江濤
- 依託單位：四川師範大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
多鐵性材料具有重要的理論研究和套用價值。鑒於目前單相多鐵材料普遍存在有序溫度極低和性能差等問題，本項目通過形成固溶體和化學摻雜來獲得單相室溫高性能多鐵材料。本項目擬將BiFeO3與稀土鈣鈦礦鐵氧體形成固溶體來增強磁性，同時用異價陽離子取代部分Fe3+來減小漏導，增強鐵電性。本項目擬從具有優良磁性的尖晶石鐵氧體出發，通過化學摻雜和調控陽離子在氧四面體和八面體中的分布來修飾其晶體結構，降低對稱性，以此探索新類型的單相室溫高性能多鐵材料。通過X射線衍射、XPS、穆斯堡爾譜確定材料晶體結構，研究化學組成、合成條件與晶體結構的關係。通過介電、鐵電、鐵磁和磁電耦合等手段研究晶體結構與電、磁性質之間的關係以及自發電偶極矩和磁矩之間的耦合作用。本項目研究對室溫高性能多鐵材料的開發和套用有實際意義，同時進一步加深對磁電耦合、強電子關聯問題的認識和理解。
結題摘要
多鐵性材料具有重要的理論研究和套用價值。本項目主要研究內容是解決目前單相多鐵材料普遍存在有序溫度極低和性能差等問題。首先，我們研究了BiFeO3分別與鈣鈦礦鐵氧體LaMnO3, LaFeO3和DyFeO3形成固溶體後的晶體結構和性質變化規律。結果表明，隨著La，Dy等離子的取代，BiFeO3的晶體結構發生對稱性變化，磁性和鐵電性也有改善，在此基礎上繪製了組成-結構相圖。其次，我們同時用Ti4+取代部分Fe3+來減小漏導，增強鐵電性。研究表明Ti取代的BiFeO3-DyFeO3固溶體具有本徵的室溫磁電耦合特性，是一種性能優異的多鐵性材料。研究磁電耦合的同時，我們發現了BiFeO3-DyFeO3固溶體中存在的罕見的磁極反轉效應。然後從具有優良磁性的尖晶石鐵氧體出發，合成並研究了具有反尖晶石結構的LiFe5O8具有強的低溫磁電耦合特性，是一種性能優良的磁電耦合材料。最後，我們研究了正尖晶石和部分反尖晶石結構的ZnFe2O4的氣敏性質，發現部分反尖晶石結構的ZnFe2O4是優秀的氣敏材料，具有高靈敏度和高選擇性。本項目研究對室溫高性能多鐵材料的開發和套用有實際意義，同時進一步加深對磁電耦合、結構-性質關係、強電子關聯問題的認識和理解。
