多铁材料SmFe 1-x Cr x O 3 陶瓷的介电特性及磁相变的研究

采用溶胶-凝胶法制备SmFe 1-x Cr x O 3 （x=0～0.3）样品,研究Cr 3+ 掺杂对SmFeO 3 的晶体结构、介电特性及磁相变温度的影响。研究表明,所有样品的主衍射峰与SmFeO 3 标准图谱相吻合且具有良好的晶体结构,Cr 3+ 掺杂使其晶胞体积收缩,导致主衍射峰向衍射角（θ）较大的方向移动。SmFeO 3 的介电常数（ε r ）随着掺杂量（x）的增加逐渐减小,介电损耗（tanδ）随着Cr 3+ 的增加而增大,介电常数（ε r ）随频率（f）和掺杂量（x）的增加而逐渐减小的原因是由IBLC微观机制和偶极子取向极化机制两者共同作用的结果,其介电损耗主要是电导电流产生的损耗起主导作用,并发现SmFe 1-x Cr x O 3 的介电损耗峰随掺杂量的增加向高频方向迁移。SmFeO 3 的蜂腰状M-H随着Cr 3+ 的掺杂而消失且磁性也有所减弱,其自旋重组相变温度(T SR )和反铁磁相变温度（T N ）随着Cr 3+ 的增加由原来的462,687 K降低到428和536 K。这主要是Cr 3+ 掺杂使SmFeO 3 晶格发生畸变,形成Fe 3+ -O 2- -Cr 3+ 磁交换作用,破坏了原有Fe 3+ -O 2- -Fe 3+ 反铁磁有序排列,降低了其G型反铁磁结构的稳定性,在宏观上表现为其铁磁性的减弱和磁相变温度T SR 和T N 的降低,进一步探讨了Cr 3+ 掺杂对SFO的介电性及铁磁性影响的微观机理,使其在自旋电子器件、磁制冷领域及磁性开关器件等方面的应用成为可能。