传统烧结法制备单相多铁性BiFeO3陶瓷材料(5)
(2)、方硼石化合物： R3B7O13E（R Cr，Mn，Fe，Co，Cu，Ni；E Cl，Br，I )，这种材料呈现铁电反铁磁性。这类材料中，有很多化合物的铁电居里温度都在室温以上。
(3)、 BaRF4(RMnFeCoNi)4化合物：此类化合物在高温下为正交晶系，由扭曲的八面体RF6和八面体的层间 R 组成。BaRF4化合物的结构首先由 Cousseins 与Samouel 合成［11］。1968 年， Eibsehutz 和 Gugenheim［12］发现BaRF4化合物具有反铁磁性和压电性，而且它的反铁磁转变温度为 25K。
(4)、ABO3钙钛矿结构化合物：对于这类结构的化合物，它们的磁性离子全部占据或者部分占据着八面体的位置，如BiFeO3，Pb2/3 (FeW) 1/3O2/3， Pb1/2 (FeNb) 1/2O3［13］等，其结构单相多铁性材料单相多铁性材料是指同时呈现出铁电性和铁磁性的单一化合物。
钙钛矿结构目前，人们所研究的单相多铁性材料种类非常的多，但是可以得到实际应用的却屈指可数，这主要是由于材料自身还存在着一些问题，如：①材料的结构较为复杂，常常含有容易变价的离子，造成了单相材料在制备合成中比较困难；②材料中所含有的变价离子和容易挥发的一些组分，使得其本身较易产生缺陷，从而造成了漏电流过大这一问题；③材料的居里温度（或奈尔温度）一般都低于室温，如 YMnO3(Tn~70-130K) ，BiMnO3(Tn~100K)等，并且它们的磁性转变温度也比较低，这些问题都会使材料在实际应用过程中受到限制；④材料的磁电耦合效应较小，通常人们能够观察到的磁电效应都只存在于磁性转变温度附近很小的范围内。最早发现的多铁材料是镍一碘方硼石Ni3B7O13I)，其化
图 1．2钙钛矿结构示意图
学式中含有多个原子，且每个晶胞所包含的化学式也不止一个，大量内部离子的相互作用阻止了基本要素间的隔离，产生了多铁性，这也是磁电极化和结构有序参数结合的起源。人工合成铁电磁体材料的研究可追溯到20世纪50年代末，前苏联科学家发现钙钦矿结构的铁电体中含有相当数量的铁离子，这使他们有理由相信这些钙钦矿结构的化合物可能同时具有铁电性和(反)铁磁性。钙钦矿晶格中的铁电有序则主要起源于A位和B位阳离子偏离配位多面体中心的位移，从而造成正负电荷中心不重合产生电极化。按照上述思路，他们用磁性阳离子部分取代ABO3钙钦矿结构铁电体中的B位非磁性阳离子，得到了一系列B位阳离子呈有序或者无序分布的多铁材料。到20世纪80年代初，已经合成和发现了50多种多铁化合物和三十多种多铁固溶体。
到90年代末，一类具有简单钙钦矿结构的多铁材料，如ReMnO，BiFeO等，因具有相对较高的居里温度和较大的磁电效应，引起了人们的广泛关注，到目前为止，关于这类材料的理论和实验研究仍是当前多铁材料研究的热点。总的说来，多铁性材料分为单相多铁性材料和复合多铁性材料。对于复合多铁材料来说，由于各组成相自身不存在磁电性，是通过相与相之间以应力为媒介的“乘积相互作用。来实现磁电效果的：压磁相在外加磁场中发生应变，应变通过压磁相与压电相之间的机械祸合作用传递给压电相，然后由压电效应产生电极化。我们重点讨论钙钦矿化合物多铁性起源的微观物理机制。经典的电磁学理论表明，变化的磁场H产生电场E，运动的电荷产生磁场，即电磁感应，是电磁祸合最直观的表现形式。磁场H诱发电极化P，反之电场E诱发磁化M，称作磁电效应，是电磁祸合的另一种表现方式。交流电场激发自旋波产生电磁振子，是电磁藕合在量子电动力学范围内的表现形式。