一种材料中同时具有两种以上铁性(铁磁、铁电、铁弹)的材料称为多铁材料。由于不同铁性之间存在耦合,因而具有丰富的物理内涵和并在多功能器件方面的极好的应用前景,成为近几年凝聚态物理和材料科学领域的研究热点。其中最引人瞩目的单相多铁材料是Bi Fe O3,它具有较高的居里温度(1103K)及尼尔温度(643K),是到目前为止在室温以上唯一的同时表现出铁电性和铁磁性的材料。但该材料大的漏电流、弱的铁磁性等问题一直制约者其应用和发展。以氧空位和变价Fe离子为代表的缺陷浓度和动性对Bi Fe O3的电磁性能有很大的影响。我们利用介电和内耗手段对Bi Fe O3陶瓷中与缺陷运动有关的弛豫过程进行了对比研究,发现(1)介电损耗峰在375K附近出现,它的位置随着频率的增加向高温处移动,相应的激活能大小为0.81 e V,与氧空位激活能接近。(2)内耗在同样温区也表现弛豫过程。(3)弛豫峰峰位及相应的激活能随着制备和后处理条件改变而改变,结合氧含量和Fe离子的价态的测试结果,认为缺陷和空位的浓度、分布状态以及动性对材料性能均有明显影响。研究了力学谱及介电谱结果与多铁性能关系,对其机理进行了讨论。
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