Dy 掺杂 BiFeO$_3$：一种相比纳米对应物具有改善多铁性质的块体陶瓷

本文介绍了 Dy 掺杂 BiFeO$_3$ 多铁陶瓷的合成以及结构、多铁和光学表征。块体多晶 Bi$_{0.9}$Dy$_{0.1}$FeO$_3$ 样品通过固相反应合成，而其纳米对应物采用超声探头超声处理技术制备。通过 Rietveld 精修证实，在块体 Bi$_{0.9}$Dy$_{0.1}$FeO$_3$ 样品和相应纳米颗粒中，Dy 掺杂后合成样品的相纯度均得到显著改善。使用 SQUID 磁强计进行的磁化测量表明，与纳米结构对应物以及未掺杂的 BiFeO$_3$ 相比，Dy 掺杂块体 Bi$_{0.9}$Dy$_{0.1}$FeO$_3$ 陶瓷的磁性增强。在施加的磁场范围内，仅观察到 Bi$_{0.9}$Dy$_{0.1}$FeO$_3$ 块体陶瓷的饱和极化。因此，仅该样品获得了本征铁电行为。光学带隙测量显示，与相应纳米颗粒和未掺杂 BiFeO$_3$ 相比，Dy 掺杂块体 Bi$_{0.9}$Dy$_{0.1}$FeO$_3$ 陶瓷的带隙更低。该研究结果证明了 Dy 作为 BiFeO$_3$ 中掺杂元素的潜力，其提供的块体陶瓷材料相比涉及严格合成程序的相应纳米颗粒具有改善的多铁和光学性质。