《表1 BFO和Bi1-xLaxFe0.99Nb0.01O3样品精修结果》

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《La和Nb共掺提高BiFeO_3的磁学性能》

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一般认为，BFO磁学性能增强有以下几个原因:（1）FeO6八面体反向旋转的角度Ω增加导致的DM相互作用增强[5-6]；（2）Fe离子价态波动引起了宏观磁性的增强，具体表现为Fe2+磁矩与Fe3+磁矩不能完全相互抵消，出现净磁矩[21]；（3）晶粒尺寸的减小导致纳米颗粒表面剩余磁矩的增加[22]。BLFNO试样的X射线光电子能谱（XPS）表明Fe3+、Fe2+含量比例与La掺杂量无关（图5）。因此，第二种原因导致的磁性增强因素可以被忽略。随着La掺杂量的增加，减小的Fe-O-Fe键角（图2 （b）） 和向高波数方向移动的A1-2（TO）振动模式（图3）说明Ω在增加，这个结果有力地支持了第一种磁性增强机制。同时，图4表明少量的Nb掺杂能显著减小样品的晶粒尺寸，这符合第三种磁性增强机制。因此，BLFNO磁学性能的增强可以归结于两种机制共同影响的结果，分别是La掺杂促进了FeO6八面体反向旋转与Nb替代减小了晶粒尺寸。