分會

第十一分會：無機化學前沿

摘要

氧化物雙鈣鈦礦薄膜由于具有耦合的鐵序參數(shù)，被認為是很有前途的多功能材料。然而，晶體結(jié)構(gòu)的中心對稱性限制了它們的多鐵序耦合。調(diào)節(jié)雙鈣鈦礦薄膜的化學成分和晶體結(jié)構(gòu)仍然具有研究的必要性。在此，在（001）LaAlO3基底上制備了穩(wěn)定的多鐵性Bi0.5Sm0.5FeO3（BSFO）雙鈣鈦礦外延薄膜，Bi/Sm比例接近1。BSFO薄膜的化學組成調(diào)控是通過改變沉積溫度來調(diào)節(jié)Bi和Sm之間的元素競爭完成的。在磁控濺射法中，元素的濺射速率與其d軌道電子數(shù)正相關(guān)，而改變沉積溫度可以有效改變Sm元素的沉積。使用同步輻射X射線衍射譜和X射線吸收光譜，證明了BSFO雙鈣鈦礦薄膜的晶體結(jié)構(gòu)是由偽立方鈣鈦礦單胞構(gòu)成的正交結(jié)構(gòu)。與稀土鐵氧體系統(tǒng)相比，BSFO雙過氧化物薄膜具有穩(wěn)定的鐵電極化（~ 0.67 μC/cm2），并且在108次切換循環(huán)后仍然穩(wěn)定。BSFO雙過氧化物薄膜的鐵電起源被認為是由于基底應變和離子置換導致晶格結(jié)構(gòu)的畸變。明暗電流的差異表明BSFO雙鈣鈦礦薄膜具有良好的光反應。在極化狀態(tài)下，開路電壓和短路電流分別增強到0.325 V和-14.844 μA/cm2，幾乎是非極化態(tài)的兩倍。鐵電存儲的可能性是由可切換的鐵電光伏功能提供的，這個過程是無損的。BSFO薄膜中Fe2+離子和缺陷態(tài)的存在削弱了其反鐵磁耦合，引起鐵磁性的增強。因此，雙鈣鈦礦設計方法可用于調(diào)節(jié)薄膜的多功能特性。

關(guān)鍵詞

雙鈣鈦礦;鐵電薄膜;元素比可控;多鐵性

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