氧化物材料的制备和磁电性能的研究

作     者：黄荣荣 

作者单位：武汉工程大学 

学位级别：硕士

导师姓名：徐军

授予年度：2015年

学科分类：080801[工学-电机与电器] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

主      题：低维磁性材料 介电材料 固相法 

摘      要：近年来,低维磁性材料是材料科学和凝聚态物理应用的研究前沿,具有重要的理论研究以及潜在的应用价值;而介电材料是一类重要的功能材料,因其高介电常数的特性,被用来制造电容器、存储器、滤波器等电子元件。因此,对于新型低维磁性材料和具有高介电性材料的研究已经成为当今化学和材料科学的热门研究领域。我们的目的是,在研究低维磁性材料的同时,对该材料的电性也进行研究。在32种点群的晶体中,有21种点群的晶体不具有中心对称,在这21种点群中仅有10种点群的晶体具有唯一单向极轴,即存在着自发极化,它们分别是1(C1),2(C2),m(Cs),mm2(C2v),4(C4),4mm(C4v),3(C3),3m(C3v),6(C6),6mm(C6v)。所以本论文选取在这10种点群中含有低维磁性链的化合物,利用传统的固相反应法获得其纯相。并重点研究了这些化合物的磁学性质及介电性质。本论文主要的研究成果和结论如下:(1)通过固相反应法合成了以VO4阴离子基团为基本结构单元的KBa Cu V2O7Cl二维磁性链化合物。研究结果表明,该化合物的宏观磁性表现为顺磁性。并在低温下对其介电性能在不同的频率下进行了测试,发现在低温下没有发生相变,由于化合物KBa Cu V2O7Cl的合成温度较低,对其在室温上的介电性能需要进一步测试。(2)通过固相反应法合成了以Ta O4阴离子基团为基本结构单元的KCu Ta3O9二维磁性链化合物。研究结果表明,该化合物的宏观磁性表现为反铁磁性。并在低温下对其介电性能在不同的频率下进行了测试,发现随着温度的降低,介电常数在逐渐升高,在该测试温度范围内表明,该化合物无铁电相变发生,表现出顺电行为。(3)通过固相反应法合成了以BO3阴离子基团为基本结构单元的Ln(Ln=La,Sm,Eu,Gd)Ba Cu BO5系列的二维磁性链同构化合物。研究结果表明,化合物La Ba Cu BO5的宏观磁性表现为抗磁性,化合物Eu Ba Cu BO5的宏观磁性表现为反铁磁性,化合物Gd Ba Cu BO5的宏观磁性表现为顺磁性,化合物Sm Ba Cu BO5的宏观磁性表现为倾斜反铁磁性。对它们在室温上对其介电性能在不同频率下进行了测试,发现它们的介电损耗都比较大,超出仪器测量范围,仪器已经不能辨别出实部了,超出仪器的测量范围了,因而给出了负数。损耗表明的是在极化的过程中的能量的消耗。