钆掺杂对0.7BiFe0.95Ga0.05O3-0.3BaTiO3陶瓷的结构、介电性能和多铁性能的影响

摘要：

采用固相烧结法制备了不同Gd掺杂含量的0.7Bi1-xGdxFe0.95Ga0.05O3-0.3BaTiO3(BGxFG-BT,x = 0,0.05,0.1,0.15,0.2)陶瓷,系统研究了Gd掺杂对BGxFG-BT陶瓷的晶体结构、微观形貌、介电性能以及多铁性能的影响.通过X射线衍射图谱分析、扫描电镜形貌分析、X射线光电子能谱分析等工具表明,Gd掺杂会使BGxFG-BT陶瓷由菱面体(R3c)结构转变为赝立方(P4mm)结构,晶粒尺寸会明显减小,从未掺入Gd时的6.2 μm降低到约3.2 μm左右,同时发现少量的Gd掺杂能够抑制BFG-BT陶瓷中Fe2+离子的产生,减少氧空位的存在.最终导致,在适量的Gd掺杂下,陶瓷的介电性能和铁电性能均得到明显改善.适量的Gd掺杂可使介电常数增加、介电损耗减少、电滞回线形状改善、剩余电极化强度增加(最高达9.06 μC/cm2).同时,在磁性能方面,Gd掺杂陶瓷均表现铁磁性,剩余磁极化强度与饱和磁化强度均有显著提高.

关键词：多铁材料、介电性能、铁电性、铁磁性

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资助基金：国家自然科学基金青年科学基金;中央高校基本科研业务费

在线出版日期：2020-06-02（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：228-237