NiCuZn-Sr(Nb0.5Al0.5)0.1Ti0.9O3磁介复合陶瓷材料的磁介性能研究

现代移动通信技术的高速发展对各类电子设备的小型化、多功能化提出了新的要求.开发性能优良的新型磁介复合材料成为元器件小型化的解决方案之一.本工作采用固相烧结法分别合成了NiCuZn铁氧体材料以及Sr(Nb0.5 Al0.5)0.1 Ti0.9 O3介电材料,然后将两者按照一定比例复合,研究了不同铁氧体/介电相含量对磁介复合陶瓷材料磁性能与介电性能的影响,并对其微观形貌与相结构进行了探究.研究结果表明,当铁氧体含量在0.7～0.8时,复合材料致密性最好,磁性能与介电性能较为优良.     

正交钙钛矿YFeO3的磁性、介电性及磁介电效应研究

采用溶胶-凝胶法制备了YFeO3陶瓷粉末并研究了烧结温度对YFeO3结构的影响。XRD表明,当烧结温度达850℃以上,可形成具有正交钙钛矿结构的YFeO3。室温磁滞回线测量表明,YFeO3具有弱铁磁性,并在H=0kA/m处出现突变,这是由YFeO3的磁各向异性引起的。εr-T曲线和D-T曲线表明在40～300K之间YFeO3的介电常数随温度升高而增加,并表现出频率色散现象,同时YFeO3存在低温介电弛豫行为。当外加0.8T的磁场时,介电测量表明YFeO3具有磁介电效应,最大值可达35.11%。     

锰氧化物La_(0.5)Sr_(0.5)MnO_3掺杂Y的改性研究

锰氧化物LaSrMnO系列材料是一类有用的自旋电子学材料。La0.5Sr0.5MnO3是一种铁磁金属性材料。利用了在La位掺杂Y的方法来改变La0.5Sr0.5MnO3的金属性而保持它的铁磁性。通过样品输运和磁化强度等的测量对La0.45Y0.05Sr0.5MnO3样品的物性进行了研究,获得了居里温度Tc=292K的亚铁磁半导体样品。     

Nd2Co17-xMnx化合物的结构与磁性

研究了Nd2Co17-xMnx(x=0,1,3,5,7,9,11)化合物的结构和磁性,Nd2Co17-xMnx化合物具有菱方相Th2Zn17型结构;在x比较小时,随着x的增加,化合物的单胞体积缓慢增大,而在x比较大时,随着x的增加,化合物的单胞体积迅速增大,这表明Nd2Co17-xMnx化合物在磁性状态下存在着正的自发体磁致伸缩;随着x的增加,化合物的居里点及4.2K下的饱和磁化强度都快速下降,这表明在x比较小时,3d次晶格的Co-Co之间的铁磁变换作用起主导作用,而在x比较大时,3d次晶格中反铁磁交换作用起主要作用;在约234K观察到了Nd2Co14Mn3化合物的自旋重取向现象。     

TmNiIn化合物的磁性和磁致热效应

利用电弧熔炼技术得到TmNiIn稀土金属间化合物,研究其磁性和磁热效应。研究表明TmNiIn金属间化合物的晶体结构是ZrNiAl型的六方密堆积结构,是一种具有可逆磁热效应的材料。TmNiIn是反铁磁材料,其相变温度为3.5K,在液氦温度(4.2K)附近。根据等温磁化曲线并利用麦克斯韦关系式计算可以得到磁熵变与温度的关系。当磁场变化为5T时,最大磁熵变和制冷能力分别为12.1J/kg·K和138J/kg。当磁场变化为2T时,最大磁熵变5.3J/kg·K,同时在TmNiIn金属间化合物中未观察到热滞现象和磁滞损耗。大的可逆磁致热效应表明TmNiIn是一种在低温磁制冷技术中有应用前景的材料。     

Ti~(4+)对PbZrO_3和Pb(Zr_(1-x)Ti_x)O_3粉体晶格结构的影响

研究了Ti4+离子对PbZrO3和Pb(Zr1-xTix)O3粉体晶格结构的影响。利用固相反应法合成的PbZrO3和Pb(Zr0.95Ti0.05)O3粉体,从XRD、晶格常数和Raman光谱3个方面进行了分析。结果表明:PbZrO3和Pb(Zr0.95Ti0.05)O3均为钙钛矿结构,但较之PbZrO3,Pb(Zr0.95Ti0.05)O3的XRD谱各个峰位均向高角度轻微偏移;晶胞参数变小;Pb(Zr0.95Ti0.05)O3的Raman峰除在低频区向低频方向发生了偏移,而其余峰均向高频方向发生了偏移且部分峰有宽化现象。主要是由于Ti4+离子部分取代Zr4+离子进入PbZrO3晶格而形成Pb(Zr1-xTix)结构。     

Bi1-xBaxFe1-yMnyO3陶瓷的磁性和介电性研究

溶胶-凝胶法制备了Bi1-xBaxFe1-yMnyO3陶瓷样品,研究掺杂对BiFeO3(BFO)的微观结构、磁性及介电性能的影响。XRD表明Bi1-xBaxFe1-yMnyO3为单相菱方钙钛矿结构,BiFeO3的磁滞回线表明其在室温具有反铁磁性(弱铁磁性),Ba和Mn掺杂后使体系由反铁磁性向铁磁性转变。BiFeO3和Bi0.9Ba0.1FeO3介电常数随温度变化曲线在200和230K下均出现转变点,但掺杂Mn时体系转变点消失。当外加磁场时,介电常数的测量表明Ba和Mn掺杂能够增大BFO的磁介电效应。     

RIE对巨磁电阻自旋阀磁性能的影响

对巨磁电阻自旋阀磁场传感器制作中的关键技术之一：自旋阀薄膜的反应离子刻蚀(RIE)工艺,进行了试验研究。自旋阀结构为：Ta(3．5nm)／Cu(0．7nm)／NiFe(4．5nm)／CoFe(1nm)／Cu(3nm)／CoFe(2nm)／Ru(0．7nm)／CoFe(2nm)／MnIr(8nm)／Ta(4nm),刻蚀气体为氢氯碳氟化合物(HCFC：Hydro—chloro—fluoro—carbon),气体流量为10．5seem,RF功率为180W,时间为27min。结果表明：RIE技术可以加工出理想的巨磁电阻自旋阀薄膜图形,且加工过程对自旋阀的磁性能影响不大,这些结果对于巨磁电阻自旋阀型集成磁传感器的批量制作具有积极意义。     

固相反应制备网状Fe(Co0.5Ni0.5)O5复合氧化物及其电磁学性质研究

在低热固相条件下,采用FeCl2·4H 2O,CoCl2·6H 2O,NiCl2·6H2O与NH4HCO3进行反应,制备出铁钴镍的混合前驱物,在580C下分解该前驱物.分解产物经XRD、SEM、TEM、粒度仪表征和化学分析后,获得了具有特殊网状结构,网骨直径约为25nm,网骨长度和直径比例为5的Fe(Co0.5Ni0.5)O5复合氧化物粉体.对该粉体进行电磁学性质(介电常数ε、磁导率μ和吸波特性γ)测试后发现,其电磁学性质和吸波特性较其它铁氧体粉末改善明显.     

化合物DyMn6Sn6的磁晶各向异性及自旋重取向相变研究

采用交换相互作用的分子场理论模型对金属间化合物DyMn6Sn6的自旋重取向相变进行了研究.从理论上计算了DyMn6Sn6的易磁化方向以及Dy和Mn离子磁矩与c轴夹角随温度的变化.基于单离子模型计算了Dy离子的一阶和二阶磁晶各向异性常数K 1R和K 2R随温度的变化.研究表明,为了很好的描述该化合物的自旋重取向相变,必须考虑Dy离子的四阶晶场项及相应的二阶磁晶各向异性常数K 2R、K 2R与K 1R和Mn离子磁各向异性常数K1t之间的相互竞争是导致DyMn6Sn6自旋重取向相变的重要因素.     

Dy0.6Tb0.3Pr0.1(Fe0.95Mn0.05)x取向晶体的结构与磁致伸缩

采用Ｃｚｏｃｈｒａｌｓｋｉ方法生长了Ｄｙ０．６Ｔｂ０．３Ｐｒ０．１（Ｆｅ０．９５Ｍｎ０．０５）ｘ（１．８５≤ｘ≤１．９５）取向合金。所有合金主相为立方Ｌａｖｅｓ相结构,择优取向不完整择优取向的方向与Ｘ的大小有关。研究了沿着这些样品的生长方向的磁致伸缩性能以及磁致伸缩性能与压力之间的关系。     

Co掺杂GaFeO3陶瓷的结构、导电及磁性能研究(英文)

GaFeO₃因其磁电耦合效应成为目前极具潜质的多铁性材料之一。本工作采用固相烧结法制备了不同钴掺杂浓度的铁酸镓陶瓷,并研究了钴的掺杂浓度对铁酸镓陶瓷的相组成,微观结构形貌,漏电流及磁性的影响。XRD及Rietveld精修结果显示除了主相GaFeO₃,还存在第二相,且随着钴含量的增加,第二相含量逐渐增加,晶体的畸变程度增大;因为掺入二价阳离子Co²⁺并引入了第二相,样品的漏电性能和纯GaFeO₃陶瓷相比显著改善;当钴掺杂浓度为2at%时,样品的漏电流密度相较于GaFeO₃降低了7个数量级;掺入Co²⁺引入第二相且晶格畸变程度增加使得GaFeO₃的磁性增强。研究结果表明:铁酸镓中掺杂微量的钴可以改善磁性,并使漏电流大幅降低而磁转变温度无明显下降。     

Gd掺杂FeCo薄膜的磁性和磁化反转机制研究

采用直流磁控共溅射方法制备了Gd掺杂FeCo磁性薄膜。XRD测量结果表明,随着溅射功率的增加其结构发生从纳米晶到晶态的转变。研究了磁性随温度的变化规律,结果表明,在温度降到120K左右,晶态样品存在由面内单轴各向异性向具有垂直各向异性转变的自旋重取向(SRT)现象。而纳米晶态样品在温度降到能够达到的最低温度100K时仍然没有出现SRT。对纳米晶薄膜矫顽力的角度依赖性研究表明,当外磁场靠近易轴附近时反磁化机制为畴壁成核或者畴壁钉扎,当磁场靠近难轴时的反磁化机制为一致转动。     

(0.84-x)Na_(0.5)Bi_(0.5)TiO_3-0.16K_(0.5)Bi_(0.5)TiO_(3-x)SrTiO_3系无铅压电陶瓷结构与电性能

采用固相法制备了Bi补偿的(0.84-x)Na0.5Bi0.5TiO3-0.16K0.5Bi0.5TiO3-x SrTiO3(简称NBTKBT-xST)无铅压电陶瓷,研究不同ST掺量对体系陶瓷的结构与电性能的影响规律。结果表明,在掺杂范围内(0≤x≤0.06),材料均能形成单一的钙钛矿固溶体结构。随着x的增加,陶瓷晶体结构逐渐由三方相向四方相过渡,且该体系的三方-四方准同型相界(MPB)位于0.03≤x≤0.04。在此组成区域内,体系陶瓷的铁电与压电性能较好,其中x=0.04时,材料的电性能较好:压电常数d33=156 pC/N,平面机电耦合系数k p=0.29,相对介电常数εr=1116,介质损耗tanδ=4.1%,剩余极化强度P r=30.5μC/cm2,矫顽场E c=23.9 kV/cm。介电温谱和变温电滞回线表明体系陶瓷在T d以上可能存在极性相与非极性相共存。     

RPdAl(R=Gd-Er)的磁性和磁热效应

低温退火的LTM-RPdAl和高温退火的HTM-RPdAl分别具有正交TiNiSi型和六角ZrNiAl型结构.综述了磁场和温度变化对LTM-RPdAl和HTM-RPdAl化合物磁性和磁热效应的影响.实验结果表明,LTM-RPdAl化合物均是反铁磁性的,当R=Gd,Tb,Dy,Ho,Er时,奈尔温度TN分别为31,45,21,10和10 K.对于HTM-RPdA1化合物,当R=Tb,Ho,Er时是反铁磁性的,TN分别为43,12和5K,而当R=Gd,Dy时是铁磁性的,其居里温度分别为Tc=49,25 K.反铁磁RPdAl化合物均呈现磁场诱导的反铁磁-铁磁变磁转变.对HTM-RPdAl(R=Ho,Er)化合物,由于弱的反铁磁耦合,在低磁场下呈现出高的饱和磁化强度,从而产生大的磁热效应,在0～5 T磁场变化下的最大磁熵变值和制冷能力分别高达20.6,24.3 J/kg·K和386,299 J/kg,是优异的低温磁制冷材料.     

磁性多层膜的正巨磁电阻特性

采用离子束溅射方法制备了正巨磁电阻多层膜,在制备过程中采用外加磁场和退火处理。在室温条件下多层膜的巨磁电阻效应达到200％～300％,并用磁矩取向的双电流导电模型对正磁电阻的机理进行了解释。     

锂快离子导体Li3-2x(Al1-xTix)2(PO4)3的合成与表征

NASICON型正磷酸盐LiM2(PO4)3(M=Ti,Ge,Zr,Hf)是近来研究得比较深入的锂快离子导体.LiTi2(PO4)3难于烧结得到致密的LiT2(PO4)3陶瓷,且离子电导率很低,在298K时为8.260×10-8 S/cm,613K时为8.241×10-5 S/cm,而当以三价的Al3 离子经传统的固相烧结反应部分取代LiTi2(PO4)3中四价的Ti4 离子后,通过DSC、DTG、电化学阻抗与SEM测试表明,不仅能获得致密度高稳定的产物,而且烧结后得到的锂快离子导体Li3-x(Al1-xTix)2(PO4)3(X=1.0～0.55)体系在室温下的电导率有了巨大的提高.当X=0.85时,组分Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3离子电导率最大,298K时为1.792×10-6S/cm和613K时为9.210×10-4S/cm.     

LaFe_(11.4)Si_(1.6)B_y系列化合物的磁性和磁熵变

LaFe11.4Si1.6By(y=0、0.1、0.2、0.3、0.4和0.5)系列化合物,通过添加少量的B后,可以明显的缩短退火时间。晶格常数随着B含量的增加先减小后增大。该系列化合物的热滞很小,B的添加对其热滞几乎没有影响。在外加磁场变化为0～1.5T时,等温磁熵变的最大值从19.1J/(kg.K)(y=0)逐渐下降到7.1J/(kg.K)(y=0.5)。该系列化合物在B含量较低时,处于居里温度(Tc)之上,存在比较明显的场致变磁转变特性。随着B含量增加到0.5时,场致变磁转变特性明显减弱。     

流变相反应法合成Zn_(1-x)Co_xO室温稀磁半导体

利用流变相反应法制备得到Zn1-xCoxO(x=0.02、0.04、0.06、0.08)稀磁半导体材料。X射线衍射分析,发现Co的掺杂并未改变ZnO的纤锌矿结构,并没有杂质相的生成,衍射峰的峰位随着Co掺杂向高角度移动,Co已进入ZnO晶格。电镜及吸收光谱进一步表明样品中没有第二相的出现,Co2+成功掺入ZnO晶格。采用超导量子干涉磁强仪测量Zn0.96Co0.04O的磁性,样品在300K存在明显的磁饱和现象和磁滞回线,表明具有室温下铁磁性,其磁性来源可以用束缚磁极化子(BMPs)模型解释。