钕掺杂铁酸铋纳米线的电纺法制备及其物理性能研究

摘要

在一定温度范围内，多铁材料同时具有铁电性和铁磁性，吸引了越来越多人的关注研究。铁酸铋是典型的多铁性材料，它具有扭曲的钙钛矿结构，较高的铁电居里温度(TC～1103K)和反铁磁尼尔温度(TN～643K)。然而，铁酸铋纳米材料在制备和研究过程中仍有许多问题有待解决。许多研究通过尝试A位或B位的掺杂来提高铁酸铋材料的铁电性能，例如，掺杂一种有磁性的元素—钕元素。已有文献报道了钕元素的掺杂对铁酸铋纳米颗粒，薄膜以及陶瓷的结构及多铁性能的影响，然而还没有关于钕元素的掺杂对铁酸铋纳米线物性影响的相关报道。
　　本文通过溶胶凝胶法结合静电纺丝法制备了钕元素掺杂的铁酸铋纳米纤维。制备了钕元素在不同退火温度以及不同掺杂浓度下的铁酸铋纳米纤维。通过X射线衍射仪，扫描电子显微镜，透射电子显微镜，X射线光电子能谱，超导量子干涉-振动样品磁强计和TF2000铁电分析仪对样品的晶体结构，形貌，元素组成，磁性以及电学性质进行了探究。
　　本文发现在400℃的退火条件下，10％钕元素掺杂铁酸铋样品呈现管状的纳米结构，并且磁滞回线呈现“束腰”状。笔者认为是由多种晶态的共存导致的。为了探讨钕元素的含量对磁滞回线形状的影响，又制备了不同掺杂浓度的铁酸铋纳米线。实验结果证明铁酸铋的磁滞回线受到了掺杂浓度的影响，探讨了这种特殊的磁滞回线形成的原因。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 多铁性材料概述

1．2 BiFeO3的结构和基本性能

1．3 BiFeO3的研究概况

1．3．1 一维BiFeO3纳米结构的制备方法

1．3．2 一维BiFeO3纳米结构的物性表征

1．4 本文研究思路和主要内容

第二章 实验方法及仪器原理

2．1 实验部分

2．2 表征手段

2．2．1 X射线衍射(XRD)测试

2．2．2 电子显微学测试

2．2．3 X射线电子能谱(XPS)测试

2．2．4 磁性性能表征

第三章 Bi0．9Nd0．1FeO3纳米线样品结构与物性分析

3．1 Bi0．9Nd0．1FeO3纳米线表征结果与分析

3．1．1 Bi0．9Nd0．1FeO3纳米线的晶体结构分析

3．1．2 Bi0．9Nd0．1FeO3纳米线的SEM表征

3．1．3 Bi0．9Nd0．1FeO3纳米线的TEM表征

3．1．4 Bi0．9Nd0．1FeO3纳米线的元素组成分析

3．1．5 Bi0．9Nd0．1FeO3纳米线的磁性分析

3．2 Bi1-xNdxFeO3纳米线的表征

3．2．1 Bi1-xNdxFeO3纳米线的晶体结构分析

3．2．2 Bi1-xNdxFeO3纳米线的SEM表征

3．2．3 Bi1-xNdxFeO3纳米线的X射线能量散射谱

3．2．4 Bi1-xNdxFeO3纳米线的TEM表征

3．2．5 Bi1-xNdxFeO3纳米线的磁性分析

3．2．6 Bi1-xNdxFeO3纳米线的电学性能分析

第四章 实验结论

参考文献

硕士期间发表的论文

致谢