Sc和Sm共掺BiFeO3多铁性材料磁电特性的研究的任务书.docx

Sc和Sm共掺BiFeO3多铁性材料磁电特性的研究的任务书
任务书
一、任务背景
多铁性材料是一类能同时具有磁性和铁电性质的材料。与传统材料相比，多铁性材料在磁电转换、信息存储、传感器等领域具有广泛的应用前景。近年来，随着材料科学领域的不断发展和进步，多铁性材料的制备及应用研究也得到了越来越多的关注。其中，BiFeO3是一种典型的多铁性材料，具有良好的铁电性和磁性，因此备受研究者的青睐。
然而，BiFeO3的磁性和铁电性往往难以同时满足要求。为了解决这一问题，研究者通常会通过掺杂等方法来提高其磁电特性。其中，掺杂稀土离子是一种比较有效的方法之一。目前，较多的研究工作集中于对于掺杂稀土离子后的BiFeO3材料的磁电特性进行研究。本次课题研究的重点则是探索掺杂Sc和Sm后的BiFeO3多铁性材料的磁电特性。
二、课题研究内容和目标
本次课题的主要内容是掺杂Sc和Sm后的BiFeO3多铁性材料的制备和磁电特性研究。具体包括以下研究目标：
1.制备Sc和Sm共掺BiFeO3多铁性材料：采用固相法或溶胶-凝胶法制备，通过XRD、SEM等手段进行结构表征和形貌分析。
2.测量并分析样品的磁性：利用霍尔效应测量磁电材料的磁场和电压输出，并分析材料的磁性的饱和磁感应、磁导率、铁电磁耦合等参数。
3.测量并分析样品的铁电性：利用示波器和发生器测量磁电材料的电极出口电压和电流变化，以获得样品铁电性的大小和极化方向。
4.研究材料的磁电耦合效应：通过分析和比较掺杂前后样品的磁电特性参数，探究掺杂Sc和Sm对于材料磁电耦合效应的影响及其相关机制。
5.系统总结研究结果：对实验测试结果进行综合和总结，得出对于掺杂Sc和Sm后的BiFeO3多铁性材料的磁电特性的评价，及进一步的优化及应用前景的分析。
三、研究方法和技术路线
本次课题的主要研究方法是实验研究。具体的技术路线如下：
1.制备Sc和Sm共掺BiFeO3多铁性材料：可采用固相法或溶胶-凝胶法制备。
2.测量样品的磁性和铁电性：使用霍尔效应仪和示波器和发生器，测量样品的磁性和铁电性。
3.分析和比较掺杂前后样品参数，研究掺杂Sc和Sm对于材料磁电耦合效应的影响及其相关机制。
4.对实验测试结果进行综合和总结，得出对于掺杂Sc和Sm后的BiFeO3多铁性材料的磁电特性的评价，及进一步的优化及应用前景的分析。
四、预期成果
1.成功制备Sc和Sm共掺BiFeO3多铁性材料，材料的结构和形态得到表征。
2.获得样品磁性和铁电性的量测结果，分析和比较样品的磁电特性参数。
3.探究掺杂Sc和Sm对于材料磁电耦合效应的影响及其相关机制。
4.系统总结研究结果，得出对于掺杂Sc和Sm后的BiFeO3多铁性材料的磁电特性的评价，及进一步的优化及应用前景的分析。
五、参考文献
1.Zhang,Xiayuetal.“Effectsofrare-earthdopingonphasetransitionandferroelectricpropertiesofBiFeO3ceramics.”CeramicsInternational42(2016):5962-5967.
2.Kumar,Suresh,etal.“Magnetic-field-inducedmultiplephasetransitionsinSm-dopedBiFeO3ceramics.”PhysicalReviewB79.10(2009):104417.
3.Xu,Hui-Xia,etal.“EnhancedmagnetoelectriccouplinginSm-substitutedBiFeO3films.”JournalofMaterialsChemistryC2.46(2014):9921-9928.
4.Li,Zhipeng,etal.“PreparationandpropertiesofSc-substitutedBiFeO3nanocrystallinematerials.”JournalofSuperconductivityandNovelMagnetism29.11(2016):2769-2775.