無鉛基鉍系層狀多鐵薄膜作為一種“綠色”材料，有多種鐵有序，諸如鐵電、鐵磁等，它們的耦合效應在能量轉換、弱磁探測、智能機器、高密度信息存儲等高新技術領域有著廣泛的應用。同時鐵有序及其耦合還可以通過元素替換摻雜、周期性電（磁）場、微納米異質(zhì)結構設計來進行調(diào)控。本書從結構相變?nèi)胧址治霾牧系奈锵嘟Y構與鐵有序及耦合的關聯(lián)，并在此基礎上進行鐵電、鐵磁、磁電耦合的宏觀測量和鐵電疇結構的微觀表征；同時結合現(xiàn)有的理論模型進行分析。從物理內(nèi)因的角度指導材料設計，以期獲得實際應用。本書以作者近幾年科研一線的親身體會和科研成果為主線，立足該方向的前沿發(fā)展，由淺入深，內(nèi)容翔實，數(shù)據(jù)充分，體系完整，概念規(guī)范，并輔以必要的基本知識介紹。
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目錄
前言
第1章 鐵性薄膜材料及其應用 1
1.1 鐵性薄膜材料 1
1.1.1 鐵電材料 1
1.1.2 鐵磁材料 4
1.1.3 磁電材料 11
1.1.4 電（磁）卡效應 14
1.2 Bi基鐵性薄膜材料 19
1.2.1 BiFeO3薄膜 19
1.2.2 Bi0:5Na0:5TiO3薄膜 20
1.2.3 Bi4Ti3O12薄膜 21
1.2.4 Bi5Ti3FeO15薄膜 22
1.3 磁性薄膜CoFe2O4 22
1.4 室溫多鐵耦合及其應用 24
參考文獻 25
第2章 鐵性納米結構薄膜的結構和性能檢測技術 29
2.1 引言 29
2.2 結構分析技術 31
2.3 形貌分析技術 43
2.3.1 掃描電子顯微鏡 44
2.3.2 透射電子顯微鏡 57
2.4 組分及性能表征技術 74
2.4.1 拉曼光譜 74
2.4.2 X射線光電子能譜 77
2.4.3 原子力顯微鏡 84
2.4.4 多鐵測試系統(tǒng) 97
2.4.5 鐵磁性表征 97
2.4.6 磁致伸縮效應表征 100
2.4.7 磁電效應表征 106
參考文獻 107
第3章 無鉛基Bi系單層鈣鈦礦結構薄膜的多鐵性能及調(diào)控 109
3.1 引言 109
3.2 BiFeO3納米薄膜的物相結構及性能調(diào)控 109
3.2.1 BiFeO3概述 109
3.2.2 BiFeO3及不同元素和濃度替位摻雜薄膜的制備 112
3.2.3 不同元素和濃度替位摻雜對BiFeO3基薄膜物相和多鐵特性的調(diào)控 113
3.3 Bi0:5（Na0:85K0:15）0:5TiO3納米薄膜的物相與電疇結構鐵電性能調(diào)控 155
3.3.1 Na0:5Bi0:5TiO3 概述 155
3.3.2 Bi0:5（Na0:85K0:15）0:5TiO3納米薄膜的物相和形貌分析 157
3.3.3 Bi0:5（Na0:85K0:15）0:5TiO3納米薄膜的鐵電疇結構和電場調(diào)控 158
3.3.4 Bi0:5（Na0:85K0:15）0:5TiO3納米薄膜的鐵電性及調(diào)控 162
3.4 單相鈣鈦礦結構鐵性薄膜的展望 166
參考文獻 167
第4章 無鉛基Bi系單相層狀鈣鈦礦薄膜多鐵耦合及調(diào)控 174
4.1 引言 174
4.2 Bi4Ti3O12納米薄膜的物相結構及性能調(diào)控 175
4.2.1 Bi4Ti3O12概述 175
4.2.2 納米結構Bi4Ti3O12及Zr摻雜薄膜的制備 175
4.2.3 納米結構Bi4Ti3O12及Zr摻雜薄膜的物相調(diào)控 176
4.2.4 Bi4Ti3O12基納米結構薄膜及Zr摻雜的鐵電性調(diào)控 179
4.2.5 周期性電場對Bi4Ti3O12基納米結構薄膜及Zr摻雜的鐵電疲勞調(diào)控 181
4.3 納米結構Bi5Ti3FeO15多鐵薄膜 183
4.3.1 納米結構Bi5Ti3FeO15多鐵薄膜概述 183
4.3.2 納米結構Bi5Ti3FeO15及元素摻雜薄膜的制備 183
4.3.3 Bi5Ti3FeO15及元素摻雜納米薄膜的結構與形貌調(diào)控 184
4.3.4 Bi5Ti3FeO15基鐵性薄膜的多鐵耦合及調(diào)控 187
4.4 Aurivllius結構鐵性薄膜的展望 207
參考文獻 208
第5章 無鉛基Bi系多層狀鈣鈦礦結構復合薄膜的多鐵耦合 211
5.1 引言 211
5.2 磁電復合薄膜材料 212
5.3 連通型多晶復合磁電薄膜 213
5.3.1 多鐵型BFO/BNKT復合磁電薄膜的制備過程 213
5.3.2 多鐵型BFO/BNKT復合磁電薄膜的物相分析 214
5.3.3 多鐵型BFO/BNKT復合磁電薄膜的多鐵耦合 215
5.3.4 多鐵型BFO/BTO復合磁電薄膜的制備過程 224
5.3.5 多鐵型BFO/BTO復合磁電薄膜的物相分析 224
5.3.6 多鐵型BFO/BTO復合磁電薄膜的多鐵特性 225
5.3.7 Bi4Ti3O12/Bi5Ti3FeO15復合薄膜的制備 235
5.3.8 Bi4Ti3O12/Bi5Ti3FeO15復合薄膜的物相分析 235
5.3.9 Bi4Ti3O12/Bi5Ti3FeO15復合薄膜的多鐵特性 236
5.3.10 多晶體多鐵型復合納米磁電薄膜——Bi5Ti3FeO15/BiFeO3的制備 242
5.3.11 多鐵型Bi5Ti3FeO15/BiFeO3復合納米磁電薄膜的物相結構 242
5.3.12 多鐵型Bi5Ti3FeO15/BiFeO3復合納米磁電薄膜的多鐵特性 243
5.3.13 尖晶石型CoFe2O4/Bi5Ti3FeO15復合納米磁電薄膜的制備 250
5.3.14 尖晶石型CoFe2O4/Bi5Ti3FeO15復合納米磁電薄膜的物相結構 251
5.3.15 尖晶石型CoFe2O4/Bi5Ti3FeO15復合納米磁電薄膜的多鐵特性 252
5.3.16 尖晶石型CoFe2O4/Bi4Ti3O12復合納米磁電薄膜的制備 262
5.3.17 尖晶石型CoFe2O4/Bi4Ti3O12復合納米磁電薄膜的物相分析 262
5.3.18 尖晶石型CoFe2O4/Bi4Ti3O12復合納米磁電薄膜的多鐵耦合 263
5.4 Bi 系多層狀復合磁電薄膜的展望 270
參考文獻 271
第6章 總結與展望 277
索引 279
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