用于锂铁氧体陶瓷组分调控的锂含量定量表征
材料科学
2023-09-27 v1
摘要
由于其多种应用，锂铁氧体是若干新兴技术中的相关材料。例如，LiFeO2已被视为锂离子电池中的替代正极材料，而LiFe5O8是阻尼最低的铁氧体，在自旋电子学领域大有前景。锂铁氧体中的Li含量已被证明极大影响物理性能，进而影响基于这些材料的功能器件性能。尽管如此，锂含量很少被精确量化，因为Li中电子数少，阻碍了其通过常规材料表征方法的识别。本工作中，合成了Li:Fe比为1:1、1:3和1:5的磁性锂铁氧体粉末，成功获得纯相材料（LiFeO2与LiFe5O8）以及两相受控混合物。粉末经压制成型并随后通过热处理（Tmax = 1100 {\deg}C）烧结，制得保持原始Li:Fe比的致密 pellet。粉末与pellet中的Li含量通过两种独立方法确定：（i）卢瑟福背散射谱结合核反应分析；（ii）粉末X射线衍射数据的Rietveld分析。两技术结果吻合良好，证实合成中采用的Li:Fe比在烧结陶瓷中得以保持。对几微米区域的空间分辨共聚焦拉曼显微实验得出相同结论。场发射扫描电子显微镜证实了烧结过程中显著的晶粒长大——平均粒径从粉末中约600 nm升至致密LiFeO2的3.8(6) um与LiFe5O8陶瓷的10(2) um。
引用
@article{arxiv.2309.14377,
title = {Quantifying Li-content for compositional tailoring of lithium ferrite ceramics},
author = {C. Granados-Miralles and A. Serrano and P. Prieto and J. Guzmán-Mínguez and J. E. Prieto and A. M. Friedel and E. García-Martín and J. F. Fernández and A. Quesada},
journal= {arXiv preprint arXiv:2309.14377},
year = {2023}
}