第1章緒論

1.1SrTiO3材料的概述1

1.1.1SrTiO3的結構1

1.1.2SrTiO3性能與研究現狀3

1.1.3介電弛豫現像4

1.2SrTiO3材料中的缺陷誘導10

1.2.1氧空位對SrTiO3的性能影響10

1.2.2非化學計量比對SrTiO3的性能影響12

1.3鈦酸鍶鋇材料研究現狀17

1.3.1鈦酸鍶鋇結構17

1.3.2鈦酸鍶鋇的基本介電性能19

1.3.3鈦酸鍶鋇的應用20

1.3.4鈦酸鍶鋇薄膜的摻雜研究21

參考文獻25



第2章制備方法與實驗方法

2.1制備方法35

2.1.1固相反應法制備SrTiO3陶瓷35

2.1.2金屬有機物分解法制備SrTiO3薄膜45

2.1.3多層鈦酸鍶鋇薄膜的制備51

2.2實驗方法53

2.2.1樣品的結構和形貌表征53

2.2.2漏電流測量65

2.2.3介電測量67

2.2.4鐵電性能測量69

2.2.5磁性測量71

2.2.6性原理77

2.3本章小結82

參考文獻83



第3章鐠摻雜對SrTiO3結構和介電性能的影響

3.1概述86

3.2實驗過程87

3.3結果和討論87

3.3.1樣品微結構87

3.3.2介電弛豫過程88

3.3.3室溫Raman譜92

3.4本章小結94

參考文獻94



第4章鐠離子摻雜對SrTiO3薄膜中氧空位含量的影響

4.1概述97

4.2實驗過程98

4.3結果和討論99

4.3.1XPS譜分析99

4.3.2XRD圖譜101

4.3.3樣品中Pr離子價態分析102

4.4本章小結103

參考文獻103



第5章Mn摻雜鈦酸鍶鋇薄膜的結構和電學性能研究

5.1概述106

5.2實驗過程107

5.3結果和討論107

5.3.1XRD和AFM圖譜107

5.3.2漏電流特性109

5.3.3介電性能110

5.4本章小結112

參考文獻112



第6章多層鈦酸鍶鋇薄膜電學性能的增強性研究

6.1概述115

6.2實驗過程116

6.3結果和討論117

6.3.1XRD和AFM圖譜117

6.3.2漏電流特性118

6.3.3介電性能119

6.3.4鐵電性121

6.4本章小結122

參考文獻123



第7章Pr-Fe共摻雜誘導SrTiO3薄膜中室溫多鐵性的研究

7.1概述126

7.2實驗過程127

7.3結果和討論127

7.3.1XRD和AFM圖譜127

7.3.2漏電流特性128

7.3.3鐵電性129

7.3.4鐵磁性131

7.4本章小結132

參考文獻132



第8章Pr-Fe摻雜對SrTiO3薄膜介電性能和電模性能的影響

8.1概述134

8.2實驗過程135

8.3結果和討論135

8.3.1XRD和AFM圖譜135

8.3.2變溫介電特性136

8.3.3電模特性137

8.3.4弛豫特性分析141

8.4本章小結143

參考文獻144



第9章非化學計量比對SrTiO3陶瓷的結構和電學特性影響

9.1概述147

9.2實驗過程148

9.3結果和討論148

9.3.1XRD和SEM圖譜148

9.3.2J-E特性152

9.3.3介電性能154

9.3.4鐵電性155

9.3.5介電常數與直流電壓的關繫156

9.4本章小結158

參考文獻158



第10章過量的Ti離子對SrTiO3薄膜的結構和電學性能影響

10.1概述161

10.2實驗過程162

10.3結果和討論163

10.3.1XRD圖譜163

10.3.2XPS圖譜164

10.3.3AFM形貌圖譜165

10.3.4漏電流特性166

10.3.5室溫介電性能167

10.3.6鐵電性168

10.3.7變溫介電性能170

10.4本章小結171

參考文獻172



第11章化學計量比調控SrTiO3陶瓷的介電弛豫特性研究

11.1概述174

11.2實驗過程175

11.3結果和討論175

11.3.1變溫介電弛豫過程175

11.3.2雙氧水樣品處理179

11.3.3介電弛豫原因分析180

11.4本章小結182

參考文獻182



第12章A和B位鐵摻雜對非化學計量SrTiO3陶瓷室溫多鐵性的誘導研究

12.1概述185

12.2實驗過程186

12.3結果和討論187

12.3.1XRD和SEM圖譜187

12.3.2鐵磁性189

12.3.3性原理計算結果分析191

12.3.4鐵電性192

12.3.5變溫介電性能193

12.4本章小結195

參考文獻195

在當前器件小型化和多功能化的發展背景下，單相磁電材料的研究引起了人們的普遍關注。同時具備磁有序和電有序的多鐵性材料在器件方面有著廣闊的應用前景。然而，目前研究的單相磁電材料幾乎都是復雜的過渡金屬氧化物。針對SrTiO3對缺陷的敏感性特點，開展誘導與調控SrTiO3電、磁雙重性能方面的研究具有可行性和必要性。

本書繫統介紹了通過調節化學計量配比和摻素等處理手段，綜合調控材料的微結構、介電反常和鐵電極化等；並進一步摻入磁性離子提高其電磁性能，制備出同時具有室溫鐵電和鐵磁性的單相多鐵材料。研究成果對進一步掌握調控材料電磁性能具有實際意義，可實現一種新的單相多鐵材料的制備，為其他材料改性和新材料設計提供依據。

本書由河南科技大學王曉飛和洛陽理工學院胡秋波共同編寫，其中第1,3～8,11,12章由王曉飛編寫，第2,9，10章由胡秋波編寫，全書由王曉飛統稿。

本書的出版得到國家自然科學基金青年基金項目(51801092,11504090)、河南省高等學校重點科研項目(19A140005)、南京大學固體微結構國家重點實驗室開放課題(M31035，M32058)、河南省光電儲能材料與應用重點實驗室開放基金(PESMA201901)的資助，在此表示感謝!

由於作者水平所限，不妥之處在所難免，懇請讀者批評指正。



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