[发明专利]一种La0.1Bi0.9FeO3/NiFe2O4磁电复合粉体及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于材料科学领域，具体涉及一种La_0.1Bi_0.9FeO₃/NiFe₂O₄磁电复合粉体及其制备方法。

背景技术

随着科学技术的进步和物联网技术的进一步发展，对器件微型化、集成化的要求越来越高，单一性能的材料很难满足现代化功能器件的要求，为了研制能同时实现多种功能的新型器件，这就需要发展同时具有两种或两种以上功能的新型材料,以研制能同时实现多种功能的新型器件，多铁材料就是其中一种典型的代表材料。多铁材料是一种同时具有铁电性、铁磁性或铁弹性的材料，并且具有极化和磁化的相互作用所产生的磁电耦合效应，是一种兼具铁电材料和铁磁材料优点于一身的新型材料，在设计和研发新型高密度储存器件、自旋电子器件，磁电耦合传感器件等方面都有广泛的应用前景。

例如可望实现快速的电写磁读器件，用以替代传统铁电存储器和磁存储器件，这可以避免铁电存储器读取数据存在的问题或磁存储器写入数据时需要施加大局域磁场的问题。另外，由于铁电性和铁磁性的共存，使得这种材料同时具有高的介电常数和磁导率，可以制成高电容和大电感一体化的电子元器件，为减少高密度电路板上的器件数量、解决感性器件和容性器件的相互干扰问题提供新的思路。呈现ABO₃型钛矿结构的BiFeO₃是一种典型的单相多铁材料。相比于其它单相多铁材料BiFeO₃材料具有高的奈尔温度(T_N约为370℃)，在低于此温度范围内具有G型反铁磁性(或弱铁磁性)；同时，BiFeO₃具有高的居里温度(T_C约为830℃)，理论计算表明室温下具有大的自发极化强度，在许多方面可以替代目前应用的含铅铁电材料PbTiO₃，在非挥发铁电存储器或高温电子器件等方面具有广阔的应用前景。高的居里温度和奈尔温度使得BiFeO₃成为少数在室温下同时具有铁电性和铁磁性的多铁材料之一。特别在最近几年，BiFeO₃材料逐渐引起人们研究的兴趣。

目前BiFeO₃存在三个突出问题：（1）由于Bi容易挥发,合成时必须同时考虑动力学和热力学上的平衡，因此难以获得纯相的BiFeO₃。对BiFeO₃生长工艺和条件的控制成为一个具有挑战的工作；（2）漏电流较大导致铁电性难以测量；（3）由于BiFeO₃特殊的G型反铁磁结构，使宏观尺寸的BiFeO₃在室温下表现出很弱的反铁磁性，这些严重阻碍了BiFeO₃实际应用的发展。目前对铁酸铋的研究主要集中在通过掺杂和复合以期提高其多铁性能方面，掺杂主要有A位掺杂和B位掺杂。例如La掺杂导致BiFeO₃的晶格常数发生变化进而使BiFeO₃的铁电性能和磁性也得到了增强；复合主要引入其他相进而提高其铁电性和磁性。通常制备磁性复合粉体的方法是首先采用固相法分别制备出各单相粉体，然后进行机械混合。此方法，不仅工艺复杂所需要的煅烧温度高，而且制备出的复合粉体是在晶粒尺寸上进行混合导致均匀性比较差，最终直接影响到复合粉体的性能。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的问题，提供一种La_0.1Bi_0.9FeO₃/NiFe₂O₄磁电复合粉体及其制备方法，其制备温度较低、方法简单，制得的La_0.1Bi_0.9FeO₃/NiFe₂O₄磁电复合粉体均匀性较好。

为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：

一种La_0.1Bi_0.9FeO₃/NiFe₂O₄磁电复合粉体的制备方法，包括以下步骤：