Структура, зеренное строение и диэлектрические свойства мультиферроиков BiFeO3
Установление закономерности формирования корреляционных связей состав-структура-свойства веществ, сочетающих электрические и магнитные отклики. Исследования кристаллической структуры и диэлектрических свойств высокотемпературного мультиферроика BiFeO3.
| Рубрика | Химия |
| Вид | дипломная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 28.07.2017 |
| Размер файла | 930,4 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Южный федеральный университет
Структура, зеренное строение и диэлектрические свойства мультиферроиков Bi1-x La xFeO3 (x =0.00-0.50)
С.В. Хасбулатов,
А.А. Павелко,
Л.А. Шилкина,
В.А. Алешин,
Л.А. Резниченко
Ростов-на-Дону
Аннотация
Проведены исследования кристаллической структуры, зеренного строения и диэлектрических свойств высокотемпературного мультиферроика Bi1-х LaxFeO3 в широком концентрационном интервале x=0.00-0.50.
Ключевые слова: мультиферроики, кристаллическая структура, зеренное строение, диэлектрические свойства.
Введение
корреляционный кристаллический структура диэлектрический
Настоящая работа является продолжением предпринятых в [1-4] исследований интеллектуальных материалов и развивает их в направлении установления закономерностей формирования корреляционных связей состава - структура - свойства в веществах, сочетающих электрические и магнитные отклики [5,6].
Объекты. Методы получения и исследования образцов
Объектами исследования выступили керамики состава Bi1-x La xFeO3, (x = 0.025-0.50, Дх = 0.025ч0,10), полученные по методике, описанный в [7]. Рентгенографические исследования при комнатной температуре проводили методом порошковой дифракции с использованием дифрактометра ДРОН-3 (отфильтрованное Cokб- излучение, схема фокусировки по Брэггу - Брентано). Зёренное строение объектов изучали на оптических микроскопе Leica DMI 5000M в отраженном свете при комнатной температуре. Относительная диэлектрическая проницаемость (е/е0) исследовалась на специальном стенде с использованием прецизионного LCR-метра Agilent E4980A в интервале температур 300-900 К и диапазоне частот 20-2·106 Гц в условиях равномерного нагрева и охлаждения со скоростью 5 К/мин.
Экспериментальные результаты и обсуждение
Рентгенофазовый анализ показал, что при концентрации La 0.0?x<0.175 образцы содержат соединения Bi25FeO40 и Bi2Fe4O9, относительные интенсивности линий которых не превышают (3ч5) %, при 0.175?x?0.50 примесные фазы отсутствовали. Фазовая диаграмма системы Bi1-хLaxFeO3 в интервале 0.00?х?0.50 имеет следующий вид: ромбоэдрическая (Рэ) фаза расположена в интервале 0.00?х<0.30, ромбическая (Р1) фаза существует при 0.05<х?0.50, фаза Р2 - в интервале 0.20<х?0.50, две морфотропные области - Рэ+Р1 и Р1+Р2 расположены в интервалах 0.05<х?0.20 и 0.20<х?0.50, соответственно.
Рис. 2. - Поликристаллическое строение керамик Bi1-xLaxFeO3 (0.00? х ? 0,20). а) х=0,025; б) х=0,10; в) х=0,15; г) х=0,20.
Поликристаллическое строение керамик Bi1-хLaxFeO3 представлено зернами основной связной светлой фазы, а также кристаллитами второй («серой») фазы (рис.1). Первые имеют неправильную форму и большие размеры в сравнении со вторыми; кристаллиты «серой» фазы имеют более правильную огранку. Они располагаются одиночно, либо скоплениями между зернами основной фазы, а также внутри последних. Характерный тип такого строения керамик и приблизительное соотношение размеров кристаллитов двух фаз сохраняются с ростом концентрации La при общем уменьшении размеров зерен и количества неосновной фазы.
Рис.2. - Зависимости е/е0(T) образцов керамики Bi1-x La xFeO3 0.00? х ? 0,50 от температуры в интервале частот (25ч1,2*106) Гц, (стрелкой указан рост частоты, f)
На рис.2 показаны зависимости характеристик диэлектрического отклика. Анализ результатов показал, что рассматриваемые зависимости е/е0 испытывают аномалии в области температур (300-450)К, имеющие вид сильно дисперсионных максимумов релаксационной природы, связанные, по-видимому, с явлением максвелл-вагнеровской поляризации [8-10].
Заключение
Полученные результаты необходимо использовать при разработке высокотемпературных мультиферроиков типа BiFeO3.
Работа выполнена при финансовой поддержке Минобрнауки РФ: темы №№ 1927, 213.01-2014/012-ВГ и 3.1246.2014/К, Соглашение № 14.575.21.0007, Грант Президента РФ № МК-3232-2015-2.
Литература
1. Дудкина С.И., Шилкина Л.А., Андрюшина А.Н., Резниченко Л.А., Разумовская О.Н. // Инженерный вестник Дона. 2015. № 2. URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n2y2015/2860.
2. Андрюшина И.Н., Резниченко Л.А., А.В. Павленко и др. // Электронный научный журнал «Инженерный вестник Дона». 2015. № 2 URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n2y2015/2901.
3. Андрюшина И.Н., Шилкина Л.А., Резниченко Л.А. и др. // Электронный научный журнал «Инженерный вестник Дона». 2015. № 2, URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n2py2015/2944.
4. Толмачев Г.Н., Ковтун А.П., Захарченко И.Н. и др. // ФТТ. 2015. Т. 57. № 10. С. 2050-2055.
5. Звездин А.К., Пятаков А.П. // УФН. 2012. Т. 182. № 6. С. 593-620.
6. Catalan G., Scott J.F. // Adv. Mater. 2009. V. 21. pp. 2463-2485.
7. Разумовская О.Н., Вербенко И.А., Андрюшин К.П. и др. // Фундаментальные проблемы радиоэлектронного приборостроения. 2009. Т. 9. №1. С. 126-131.
8. Chang F., Song G., Fang K. et al. // Journal of Rare Earths. 2006. V. 24. pp. 273-276.
9. Biswal M.R., Nanda J., Mishra N.C. et al. // Advanced Materials Letters. 2014. V. 5. N 9. pp. 531-537.
10. Palaimiene E., Macutkevic J., Karpinsky D.V. et al. // Applied Physics Letters. 2015. V. 106. № 1. P. 012906.
References
1. Reznichenko L.A., Verbenko I.A., Andrjushina I.N. et al. Inћenernyj vestnik Dona (Rus). 2015. № 2. URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n2y2015/2860.
2. Andrjushina I.N., Reznichenko L.A., A.V. Pavlenko et al. Inћenernyj vestnik Dona (Rus). 2015. № 2. URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n2y2015/2901.
3. Andrjushina I.N., Shilkina L.A., Reznichenko L.A. et al. Inћenernyj vestnik Dona (Rus). 2015. № 2. URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n2py2015/2944.
4. Tolmachev G.N., Kovtun A.P., Zakharchenko I.N. et al. Physics of the Solid State. 2015. V. 57. № 10. pp. 2106-2111.
5. Zvezdin A.K., Pjatakov A.P. UFN. 2012. T. 182. № 6. S. 593-620.
6. Catalan G., Scott J.F. Adv. Mater. 2009. V. 21. P. 2463-2485.
7. Razumovskaja O.N., Verbenko I.A., Andrjushin K.P. et al. Fundamental'nye problemy radiojelektronnogo priborostroenija. 2009. V. 9. №1. pp. 126-131.
8. Chang F., Song G., Fang K. et al. Journal of Rare Earths. 2006. V. 24. pp. 273-276.
9. Biswal M.R., Nanda J., Mishra N.C. et al. Advanced Materials Letters. 2014. V. 5. N 9. pp. 531-537.
10. Palaimiene E., Macutkevic J., Karpinsky D.V. et al. Applied Physics Letters. 2015. V. 106. № 1. P. 012906.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Особенности кристаллической и магнитной структуры, физические свойства иттрий–железистого граната (Y3Fe5O12). Основы производства ферритов. Определение тангенса угла диэлектрических потерь и диэлектрической проницаемости при частотах от 50 до 108 Гц.
дипломная работа [8,0 M], добавлен 22.06.2012Взаимодействие электрической и магнитной подсистем в мультиферроиках. Структура и физические свойства титана свинца PbTiO3, технология получения. Магнитные и транспортные свойства исследуемых композитов, их комплексная диэлектрическая проницаемость.
курсовая работа [2,7 M], добавлен 22.02.2012Переход аллотропной модификации. Электрические, магнитные, оптические, физико-механические, термические свойства алмаза. Изучение структуры графита, его антифрикционные и химические свойства. Образование, применение озона и кислорода. Аллотропия углерода.
реферат [26,0 K], добавлен 17.12.2014Строение и общие свойства аминокислот, их классификация и химические реакции. Строение белковой молекулы. Физико-химические свойства белков. Выделение белков и установление их однородности. Химическая характеристика нуклеиновых кислот. Структура РНК.
курс лекций [156,3 K], добавлен 24.12.2010Фуллерены – новые аллотропные формы углерода: структура кристаллической решетки, электронное строение и химические свойства. Исследования фуллеренов, перспективы их применения в биологии, медицине. Методы получения водорастворимой формы - фуллеренолов.
реферат [2,2 M], добавлен 09.12.2012Кластеры - соединения, в которых атомы металла связаны химической связью. Структура малоатомных кластеров, их строение и свойства. Формирование плотных кластерных структур из одиночных атомов. Стабильные кластерные структуры пентагональной симметрии.
курсовая работа [142,6 K], добавлен 16.02.2014Физические свойства и основные структурные типы ионных соединений. Влияние отношения ионных радиусов на устойчивость кристаллической структуры. Определение энергии кристаллической решетки. Влияние размеров ионов на растворимость ионных соединений в воде.
лекция [946,5 K], добавлен 18.10.2013Классификация и закономерности протекания химических реакций. Переходы между классами неорганических веществ. Основные классы бинарных соединений. Оксиды, их классификация и химические свойства. Соли, их классификация, номенклатура и химические свойства.
лекция [316,0 K], добавлен 18.10.2013Изучение физико-химических свойств воды. Химическая природа воды и ее память (структура, свойства, состав). Схема образования связей в молекуле воды. Состояние водных объектов города Рязани. Антропогенное и техногенное воздействие на воду. Лечение водой.
реферат [439,9 K], добавлен 27.10.2010Электронное строение и физико-химические свойства спиртов. Химические свойства спиртов. Область применения. Пространственное и электронное строение, длины связей и валентные углы. Взаимодействие спиртов с щелочными металлами. Дегидратация спиртов.
курсовая работа [221,6 K], добавлен 02.11.2008
