Презентация "ИССЛЕДОВАНИЕ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СВОЙСТВ СЕГНЕТОМАГНЕТИКОВ BiFeO3"

Дипломная работа Дипломная работа по специальности 210104.65– микроэлектроника  по специальности 210104.65– микроэлектроника  и твердотельная электроника и твердотельная электроника студента 5 курса студента 5 курса ИССЛЕДОВАНИЕ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ  ИССЛЕДОВАНИЕ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ  СВОЙСТВ  СЕГНЕТОМАГНЕТИКОВ   СВОЙСТВ  СЕГНЕТОМАГНЕТИКОВ   BiFeOBiFeO33 11

Актуальность темы. Актуальность темы. широкого  широкого  практического  практического  Перспектива  Перспектива  применения  применения  сегнетомагнитных  соединений  и  высокие  требования,  которые  сегнетомагнитных  соединений  и  высокие  требования,  которые  предъявляются  к  ним,  требуют  ясного  понимания  физических  предъявляются  к  ним,  требуют  ясного  понимания  физических  процессов,  протекающих  в  мультиферроиках,  и  умения  создавать  процессов,  протекающих  в  мультиферроиках,  и  умения  создавать  материалы с заданными физическими свойствами.  материалы с заданными физическими свойствами.  Одним  из  наиболее  перспективных  мультиферроиков  является  Одним  из  наиболее  перспективных  мультиферроиков  является  феррит  висмута  BiFeO33,  что  в  значительной  мере  связано  с  его  ,  что  в  значительной  мере  связано  с  его  феррит  висмута  BiFeO рекордно  высокими  температурами  (намного  выше  комнатной  рекордно  высокими  температурами  (намного  выше  комнатной  температуры)  антиферромагнитного  температуры)  антиферромагнитного  фазовых переходов. фазовых переходов. сегнетоэлектрического  сегнетоэлектрического  и  и  Объекты исследования.  Объектами исследований явились образцы  микрокристаллического феррита висмута BiFeO3  и допированного гадолинием феррита  висмута  Bi1­xGdxFeO3 (где х=0, 0.05, 0.10, 0.15, 0.20). 22

Основные положения, выносимые на защиту. .  Основные положения, выносимые на защиту частотные  частотные  температурные  температурные  проницаемости)  проницаемости)  и  и  (диэлектрической  (диэлектрической  Исследованы  зависимости  Исследованы  зависимости  и  электроемкости  электроемкости  и  диэлектрических  потерь  микрокристаллического  образца  феррита  диэлектрических  потерь  микрокристаллического  образца  феррита  в  области  температур   300  –  700  К.  Пики  висмута  BiFeO3 3  в  области  температур 300  –  700  К.  Пики  висмута  BiFeO электроемкости  (диэлектрической  проницаемости)  приходятся  в  электроемкости  (диэлектрической  проницаемости)  приходятся  в  область  антиферромагнитного  переход  620  К  (температура  ТNN  ­    ­  область  антиферромагнитного  переход  620  К  (температура  Т 643К). снижается.  643К). снижается.  Наблюдается  диэлектрической  Наблюдается  диэлектрической  проницаемости BiFeO33, особенно сильная при низких частотах (0,5 ­  , особенно сильная при низких частотах (0,5 ­  проницаемости BiFeO 10  диэлектрической  10  диэлектрической  проницаемости BiFeO3 3 возрастает.  возрастает.  проницаемости BiFeO На температурных зависимостях диэлектрической проницаемости    На температурных зависимостях диэлектрической проницаемости           BiBi1­1­xxGdGdxxFeOFeO3   3    наблюдаются аномалии, характерные для фазовых  наблюдаются аномалии, характерные для фазовых         переходов,  при  температурах  Т=680К  и  Т 430К,  соответственно.  переходов,  при  температурах  Т=680К  и  Т 430К,  соответственно.  Аномальное  поведение    в  области  температур  Т=680К  и  Т 430К    в  области  температур  Т=680К  и  Т 430К  Аномальное  поведение  может  быть  обусловлено    смещением  сегнетоэлектрического  может  быть  обусловлено    смещением  сегнетоэлектрического  фазового перехода при замещение висмута гадолинием. фазового перехода при замещение висмута гадолинием. кГц).  С  кГц).  С  повышением  повышением  температуры  температуры  частотная  частотная  дисперсия  дисперсия  ≈ ≈ ≈ ≈ 33

Мультиферроики – материалы,  обладающие одновременно  Мультиферроики – материалы,  обладающие одновременно  сегнетоэлектрическим и магнитным упорядочением и  сегнетоэлектрическим и магнитным упорядочением и  проявляющие связанные между ними взаимодействия. Эти  проявляющие связанные между ними взаимодействия. Эти  связанные взаимодействия, также названные  связанные взаимодействия, также названные  магнитоэлектрическим эффектом, создают различные  магнитоэлектрическим эффектом, создают различные  возможности для реализации взаимного управления и  возможности для реализации взаимного управления и  обнаружения электрической поляризация и магнетизма. Среди  обнаружения электрической поляризация и магнетизма. Среди  ограниченного количества однофазных сегнетомагнитных  ограниченного количества однофазных сегнетомагнитных  материалов,  феррит висмута BiFeOBiFeO33 привлекает огромное   привлекает огромное  материалов,  феррит висмута  внимание исследователей  из­за его мультиферроидных свойств   внимание исследователей  из­за его мультиферроидных свойств   при комнатной температуре. Перовскитный  BiFeOBiFeO33  относится к    относится к  при комнатной температуре. Перовскитный   классу мультиферроиков с  температурой сегнетоэлектрического  классу мультиферроиков с  температурой сегнетоэлектрического  перехода (температура Кюри) TTCC  =1103  =1103 KK и антиферромагнитного   и антиферромагнитного  перехода (температура Кюри)  перехода (температура Нееля) TTNN  =643  перехода (температура Нееля)  =643 KK). ).

Три класса "ферроупорядоченных" веществ: сегнетоэлектрики,  ферромагнетики (антиферромагнетики), сегнетоэластики.

Температурные зависимости  Температурные зависимости электроемкости (диэлектрической электроемкости (диэлектрической проницаемости ε) и диэлектрических потерь проницаемости ε) и диэлектрических потерь микрокристаллического образца феррита микрокристаллического образца феррита висмута BiFeOBiFeO33.. висмута 66

Частотные зависимости диэлектрической Частотные зависимости диэлектрической проницаемости ε BiFeOBiFeO3 3 при разных при разных проницаемости ε температурах. температурах. .. 77

Температурная зависимость Температурная зависимость диэлектрической проницаемости диэлектрической проницаемости керамики BiBi1-1-xx Gd GdxxFеОFеО33 с х=0-0.20 с х=0-0.20 керамики

Основные результаты и выводы Основные результаты и выводы проницаемости)  проницаемости)  (диэлектрической  (диэлектрической  потерь  микрокристаллического  потерь  микрокристаллического  1.  Исследованы  температурные  и  частотные  зависимости  1.  Исследованы  температурные  и  частотные  зависимости  электроемкости  и  электроемкости  и  диэлектрических  образца  образца  диэлектрических  в  области  температур   300  –  700  К.  300  –  700  К.  феррита  висмута  BiFeO3 3  в  области  температур феррита  висмута  BiFeO Показано,  что  максимумы  диэлектрической  проницаемости  Показано,  что  максимумы  диэлектрической  проницаемости  приходятся  в  область  антиферромагнитного  переход  620  К  приходятся  в  область  антиферромагнитного  переход  620  К  (температура ТNN ­ 643К). Эта аномалия задолго до температуры   ­ 643К). Эта аномалия задолго до температуры  (температура Т Кюри  (1103К)  вызвано  сегнетоэластической  деформацией    в  Кюри  (1103К)  вызвано  сегнетоэластической  деформацией    в  результате  изменения  изменения  результате  сегнетоэлектрического  состояния  при  этих  температурах. сегнетоэлектрического  состояния  при  этих  температурах. искажения  искажения  решетки  решетки  и  и

На На температурных температурных 2. зависимостях 2. зависимостях диэлектрической проницаемости BiBi1-1- диэлектрической проницаемости xxGdGdxxFeOFeO3 3 наблюдаются аномалии, характерные наблюдаются аномалии, характерные для фазовых переходов, при температурах для фазовых переходов, при температурах Т=680К и Т≈430К, соответственно. Аномальное Т=680К и Т≈430К, соответственно. Аномальное поведение  в области температур Т=680К и в области температур Т=680К и поведение Т≈430К может быть обусловлено смещением Т≈430К может быть обусловлено смещением сегнетоэлектрического фазового перехода при сегнетоэлектрического фазового перехода при замещение висмута гадолинием. замещение висмута гадолинием.

СПАСИБО  СПАСИБО  за внимание за внимание