Mg掺杂Ga0.6 Fe1.4 O3薄膜的制备及其多铁性能表征

摘要：

GaFeO3(GFO)是一种同时具有室温铁电和低温亚铁磁性的单相多铁材料,且其磁性转变温度可以通过调节Fe元素含量提高至室温,具有广阔的应用前景.研究发现,室温下Ga0.6 Fe1.4 O3薄膜具有铁电性和弱磁性,但是由于薄膜的漏电流较大,制约了其实际应用.采用溶胶-凝胶法结合旋涂工艺成功制备了Mg掺杂的Ga0.6 Fe1.4 O3薄膜,薄膜厚度约为100 nm,并对Ga0.6 Mgx Fe1.4-x O3(GMFO)薄膜的铁电性尤其是漏电性能进行了表征.研究结果表明:Mg离子掺杂的薄膜样品在室温下表现出铁电性,当x=0.05时,薄膜具有相对而言优良的铁电性能,矫顽电场强度(E c)为25 kV/cm,剩余极化强度(P r)为4.89μC/cm2;适量Mg离子的掺杂可以使薄膜的漏电流密度降低2个数量级,x=0.05时,对应薄膜的漏电流最小,漏电流密度在10-1～10-5 A/cm2范围内.随着Mg离子掺杂含量的继续增加,薄膜的漏电流密度逐渐变大.压电力显微技术(PFM)测试结果表明,GMFO薄膜的力电耦合主要来自于薄膜的线性压电信号.GMFO薄膜具有室温弱磁性,当x=0.05时,薄膜具有最大的剩余磁化强度为9.8 emu/cm3.该实验结果对于提高GFO多铁材料的性能,从而实现纳米器件的应用具有重要的指导意义.

关键词：GaFeO3、Mg掺杂、溶胶-凝胶法、多铁

所属期刊栏目：41

分类号：O152.1(代数、数论、组合理论)

资助基金：国家重大科研仪器研制项目11627801

在线出版日期：2019-11-11（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：64-73