锰位掺杂的新型多铁锰基氧化物的制备及性能研究

摘要

单相多铁性材料因在单相化合物中可同时表现出铁电性和磁性有利于实现磁电耦合而被广泛关注。根据产生铁电性的微观起源，单相多铁性材料可分成两类：第I类多铁体(以钙钛矿氧化物为主)和第II类多铁体。其中第II类多铁体的铁电性由特定磁序引起，以自旋失挫氧化物体系为主，其铁电性与磁自旋有关，因此具有内禀而显著的磁电交叉调控效应。然而，第II类多铁体由于自旋失挫的本质，其磁矩较小，铁电居里温度较低，电极化强度较弱。因此，提高第II类多铁体的转变温度和极化强度成为研究这类多铁体的关键。
　　本论文采用固相反应法成功制备出了第II类多铁体CaMn7O12多晶材料及Ga掺杂的CaMn7-xGaxO12(x=0,0.1,0.2,0.3,0.4)的多晶材料，对制备参数逐步进行优化，并对各材料的晶体结构和磁性能进行了研究。精修X射线衍射结果表明，固相法可以很好的得到单相性Ga掺杂的CaMn7O12晶体，室温下其空间结构为菱型R-3，晶格参数a和b随掺杂浓度增加呈线性减小趋势，c呈线性增加，导致了晶格的畸变。随温度变化的磁化率和磁化率倒数曲线表明：CaMn7-xGaxO12和未掺杂的CaMn7O12磁性行为基本相同，即，在90K和40K温度附近分别表现出磁相变，且磁相变温度没有受到非磁性离子Ga掺杂的影响而改变。但是当温度低于40K时样品的磁化强度增大了，并且在温度区间40K到90K出现了新的转变温度点，这说明了Ga离子代替Mn离子参与了磁交换作用引起了磁相变。

目录

声明

第一章 绪论

1.1 单相多铁性材料概述

1.2 磁致多铁材料锰基氧化物CaMn7O12概述

1.3 本论文的研究内容简介

1.4 本章小结

第二章 实验方法及测试原理

2.1 固相反应法

2.2 溶胶凝胶法

2.3 样品表征方法介绍

2.4 本章小结

第三章 CaMn7-xGaxO12样品的制备与结构表征

3.1 用溶胶凝胶法制备CaMn7-xGaxO12样品的工艺探索

3.2 用固相反应法制备CaMn7-xGaxO12样品的工艺探索

3.3 CaMn7-xGaxO12样品的结构表征分析

3.4 本章小结

第四章 Ga离子掺杂的CaMn7O12的磁特性

4.1 未掺杂的CaMn7O12的磁性分析

4.2 Ga离子掺杂的CaMn7O12磁特性

4.3 本章小结

第五章 总结与展望

5.1 本文总结

5.2 未来展望

参考文献

附录1 攻读硕士学位期间撰写的论文

附录2 攻读硕士学位期间参加的科研项目

致谢