最近几年,不同国家的研究小组对于BiFeO3开展了大量的研究,通过改进陶瓷的制备工艺、严格控制BiFeO3薄膜生长过程中的氧分压和衬底温度,成功地避免了样品在制备过程中Fe3+的变价和大量氧空位的形成,因而极大地改善了样品的漏电流性能,在室温下能够观察到BiFeO3样品的饱和电滞回线(P-E回线),为BiFeO3的应用奠定了坚实的基础[13,14,15]。7772
图 1-4 BiFeO3陶瓷的电滞回线,样品采用普通固相烧结方法,用稀硝酸清洗粉末中的杂相,然后形成单相BiFeO3陶瓷[16]。
-图1-5采用快速升温烧结方法在不同温度下合成的BiFeO3陶瓷的电滞回线。图中温度是相应样品的烧结温度[17]。
2000年,M. Mahesh Kumar和V. R. Palkara成功制备了单相和具有较好绝缘性的BiFeO3陶瓷,拉开了近年BiFeO3研究热潮的序幕[16]。他们采用传统的固相陶瓷烧结方法在810℃烧结一小时制备粉末,用稀硝酸把粉末中的杂相清洗干净,然后压成陶瓷靶在550℃退火。BiFeO3陶瓷的P-V回线如图1-4所示,虽然陶瓷的绝缘性并不是很好,最大击穿电场在15kV/cm附近,P-V回线也并没有饱和,但是和先前的成绩相比已经是一个很大的进步。此后,V. R. Palkar等人对BiFeO3的研究做出了重要贡献[18]。
2004年, Y. P. Wang等提出了快速烧结BiFeO3陶瓷法,采用快速热处理炉迅速升温到烧结温度,采用的升温速度大约为100℃/s。如图1-5所示,陶瓷的击穿电场大于100kV/cm,因为此能够测到BiFeO3陶瓷饱和P-V回线