Ca2+掺杂对SmFeO3的介电、铁磁特性及磁相变温度的影响

摘要：

采用固相反应法制备Sm1-xCaxFeO3(x=0,0.1,0.2,0.3)样品,研究Ca2+掺杂对SmFeO3介电性能、铁磁性及磁相变温度的影响.X射线衍射图谱分析表明:所有样品的主衍射峰与SmFeO3相符合且具有良好的晶体结构.随着x的增加,SmFeO3样品的晶粒尺寸由原来的0.5μm逐渐增大到2μm.当f=1 kHz时,Sm1-xCaxFeO3(x=0.1,0.2,0.3)样品的εr分别是SmFeO3的5倍、3倍和2.6倍,而tgσ 增大一个数量级.在3 T磁场作用下,SmFeO3样品的M-H呈线性,随着x的增加,M-H逐渐趋向饱和,Sm1-xCaxFeO3(x=0.1,0.2,0.3)样品的Mr分别是SmFeO3的20倍、31倍和68倍.X射线光电子能谱分析表明:Fe2+和Fe3+共存于Sm1-xCaxFeO3样品中,Fe2+/Fe3+比例随着x的增加而增大,证明Ca2+掺杂增加了Fe2+的含量,形成Fe2+-O2--Fe3+超交换作用,增强SmFeO3的铁磁特性.测量了Sm1-xCaxFeO3样品在外加磁场为1000 Oe(1 Oe=79.5775 A/m)的M-T变化关系,观测到其自旋重组温度(TSR)和尼尔温度(TN)分别为438 K和687 K,发现SmFeO3样品的TSR和TN均随着x的增加向低温方向移动,当x=0.3时,自旋重组现象消失.这主要是SmFeO3样品磁结构的稳定性和Fe3+-O2--Fe3+及Sm3+-O2--Fe3+超交换三者共同作用的结果.

关键词：SmFeO3、磁滞回线、自旋重组相变、反铁磁相变

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资助基金：国家自然科学基金11504093, U1304518;河南省基础和前沿技术研究项目162300410086;河南省高等教育重点研究项目批准号: 18A140022 和河南师范大学博士启动项目批准号: qd16173赞助的课题. Project supported by the National Natural Science Foundation of ChinaGrant . 11504093, U1304518;the Basic and Frontier Technology Research Project of Henan Province, ChinaGrant 162300410086;the Henan Provincial Key Research Project of Higher Education, ChinaGrant 18A140022;the Project of Ph. D. Primer Project of Henan Normal University, ChinaGrant qd16173

在线出版日期：2018-04-23（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：236-246