Mn~（4＋）掺杂对BiFeO_3陶瓷微观结构和电学性能的影响研究

• 作者: 张强 徐云辉 朱基亮 朱小红 朱建国 梁大云 肖云军 肖定全 高浩濒
• 来源期刊: 物理学报
• 学科: 工学
• 关键词: Mn~(4+)掺杂 BiFe_1-xMnxO3陶瓷 微观结构 电学性能
• 年，卷（期）: 2012,（14）
• 所属期刊栏目: 核物理学
• 页码范围: 129-135
• 分类号: TQ174.66
• 语种: 中文

摘要

利用传统的固相反应法制备了BiFe_（1-x）Mn_xO_3（x=0-0.20）陶瓷样品,研究了不同Mn~（4＋）掺杂量对BiFeO_3陶瓷密度、物相结构、显微形貌、介电性能和铁电性能的影响.实验结果表明：所制备的BiFe_（1-x）Mn_xO_3陶瓷样品的钙钛矿主相均已形成,具有良好的晶体结构,且在掺杂量x=0.05附近开始出现结构相变.随着Mn~（4＋）添加量的增加,体系的相结构有从菱方钙钛矿向斜方转变的趋势,且样品电容率大幅度增大,而介电损耗也略有增加;在测试频率为10~4Hz条件下,BiFe_（0.85）Mn_（0.15）O_3（ε_r=1065）的ε_r是纯BiFeO_3（ε_r=50.6）的22倍;掺杂后样品的铁电极化性能均有不同程度的提高,可能是由于Mn~（4＋）稳定性优于Fe~（3＋）,高价位Mn~（4＋）进行B位替代改性BiFeO_3陶瓷,能减少Bia＋挥发,抑制Fe~（3＋）价态波动,从而降低氧空位浓度,减小样品的电导和漏电流.