[发明专利]一种基于电子自旋共振探测铁电体中铁电-弛豫相变的方法

说明书

本发明公开了一种基于电子自旋共振探测铁电体中铁电‑弛豫相变的方法，探测对象为含有磁性元素的铁电材料，涉及探测方法包括：1)在固定温度下对材料进行电子自旋共振测试，得到其电子自旋共振峰；2)变化温度范围使预计相变温度包含在内，收集不同温度下的电子自旋共振谱；3)对不同温度的电子自旋共振谱进行收集，处理，得到电子自旋共振峰线宽和强度等参数随温度变化关系；4)根据数据特征和标准，确定材料中铁电，弥散或弛豫相变及其温度。该方法操作简单，可对粉末、块体和薄膜等样品进行测试，在作为不同铁电相变类型的判据方面具有实用价值。

技术领域

本发明涉及铁电压电功能材料领域，特别涉及一种基于电子自旋共振探测铁电体中铁电-弛豫相变的方法。

背景技术

作为当今社会一类极为重要的功能材料，铁电压电材料不仅由于具有两种极性态，而在信息存储领域展现出极大的应用潜力，同时由于其既能在应力作用下输出电信号，反之也能在电压驱动下产生应变，而被普遍用做压电传感器，执行器，换能器等器件的核心材料，在声呐探测，医学超声，信息处理，环境监测，微驱动，通信等众多领域得到广泛的应用。铁电相变温度作为铁电材料的一个关键参数之一，直接关系到材料及相关器件的使用温度，具有重要的实用价值。因此，探测铁电相变温度就成为相关材料和器件领域一个重要的问题，目前主要的探测方法有介电法，光学法等等，技术相对成熟，其中介电法和光学法对样品有较高的要求，如介电法要求样品必须具有电极，光学法要求样品透明度较好，质量较高，测试样品多为单晶，且均不能对粉末样品进行测试分析。总之，发展能适应不同材料形态，尤其是近年来发展的纳米低维材料等，且操作简便，灵敏度高的铁电相变探测方法仍然具有现实应用价值。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种基于电子自旋共振探测铁电体中铁电-弛豫相变的方法，该方法操作简单，可对包括粉末及纳米低维样品进行测试，不需要制备电极，且能对不同铁电相变类型及相变温度范围进行探测。

为了达到上述目的，本发明包括以下步骤：

步骤一，在室温下对材料进行电子自旋共振测试，得到其电子自旋共振峰；

步骤二，变化温度范围使预计相变温度包含在内，收集不同温度下的电子自旋共振谱；

步骤三，对不同温度的电子自旋共振谱进行收集，处理，得到电子自旋共振峰线宽和强度等参数随温度变化关系；

步骤四，根据数据特征和标准，确定材料中铁电，弥散或弛豫相变及其温度范围。

所述步骤一中，得到电子自旋共振峰后，采用介电法对样品相变行为进行测试，得到用作参考和检验标准的其居里温度。

所述进行电子自旋共振测试的对象为含有磁性元素的铁电体。

用于对铁电体不同类型的铁电相变—正常铁电相变，弥散铁电相变和弛豫铁电相变及其相变温度范围进行探测判断。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

第一，测试样品制备简单，且能广泛适应各种样品形态，样品不需要特定外形尺寸，不需要电极，能对低维纳米材料进行测试；

第二，操作较简单，灵敏度高，电子自旋共振对材料中电子自旋态具有高灵敏度，能探测出由于铁电相变导致的电子自旋态的细微变化。

附图说明

图1是实施例1中DF01样品ESR谱线宽和峰强随温度变化图谱；

图2是实施例1中DF01样品在10kHz频率下的介电温谱图；

图3是实施例2中DF06样品ESR谱线宽和峰强随温度变化图谱；

图4是实施例2中DF06样品在10kHz频率下的介电温谱图；