Skip to main content
Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics 5/2015

01.05.2015

Effects of Y doping on multiferroic properties of sol–gel deposited BiFeO3 thin films

verfasst von: Daihong Kuang, Ping Tang, Xidong Ding, Shenghong Yang, Yueli Zhang

Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics | Ausgabe 5/2015

Einloggen

Aktivieren Sie unsere intelligente Suche, um passende Fachinhalte oder Patente zu finden.

search-config
loading …

Abstract

Polycrystalline BiFeO3 (BFO), Bi0.99Y0.01FeO3 (BYF1), Bi0.97Y0.03FeO3 (BYF3), Bi0.95Y0.05FeO3 (BYF5) and Bi0.90Y0.10FeO3 (BYF10) thin films have been fabricated on Pt(111)/Ti/SiO2/Si(100) substrates by sol–gel method. The effects of Y doping on the structural, optical, morphological, ferroelectric and magnetic properties of BFO thin film were analyzed by X-ray diffraction (XRD), Raman spectroscopy, scanning electron microscope (SEM), ferroelectric and magnetic measurement system, respectively. XRD, Rietveld refinement and Raman analysis demonstrated that the phase of all films was a single perovskite-type rhombohedral structure. A structural transition from the main R3c to the single phase R-3 m was obtained with the BYF10 thin film. SEM showed that the Y doping was beneficial to the crystal growth of BFO films. The ferroelectric test indicated that the Y doping in BYF1 and BYF3 thin films was effective to reduce the leakage current density of the BFO films. The leakage current density of BYF1 thin film was reduced by two orders of magnitude compared to that of the BFO film. The BYF10 thin film had a superior remanent polarization compared to that of other BFO film due to the distorted deformation of FeO6 octahedra. The magnetic test indicated that a substantially enhanced magnetization was observed in the BYF3 thin film.

Sie haben noch keine Lizenz? Dann Informieren Sie sich jetzt über unsere Produkte:

Springer Professional "Wirtschaft+Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft+Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 102.000 Bücher
  • über 537 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Maschinenbau + Werkstoffe
  • Versicherung + Risiko

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 390 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Maschinenbau + Werkstoffe




 

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Wirtschaft"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 340 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Versicherung + Risiko




Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Literatur
2.
Zurück zum Zitat H. Deng, H.M. Deng, P.X. Yang, J.H. Chu, J. Mater. Sci. Mater. Electron. 23, 1215–1218 (2012)CrossRef H. Deng, H.M. Deng, P.X. Yang, J.H. Chu, J. Mater. Sci. Mater. Electron. 23, 1215–1218 (2012)CrossRef
3.
Zurück zum Zitat Y. Lin, H.B. Yang, M. Liu, G. Zhang, Mater. Res. Bull. 51, 44–48 (2014)CrossRef Y. Lin, H.B. Yang, M. Liu, G. Zhang, Mater. Res. Bull. 51, 44–48 (2014)CrossRef
4.
Zurück zum Zitat M.L. Yi, C.B. Wang, Q. Shen, L.M. Zhang, J. Mater. Sci. Mater. Electron. 25, 82–86 (2014)CrossRef M.L. Yi, C.B. Wang, Q. Shen, L.M. Zhang, J. Mater. Sci. Mater. Electron. 25, 82–86 (2014)CrossRef
5.
Zurück zum Zitat J. Wang, J.B. Neaton, H. Zheng, V. Nagarajan, S.B. Ogale, B. Liu, D. Viehland, V. Vaithyanathan, D.G. Schlom, U.V. Waghmare, N.A. Spaldin, K.M. Rabe, M. Wuttig, R. Ramesh, Science 229, 1719–1722 (2003)CrossRef J. Wang, J.B. Neaton, H. Zheng, V. Nagarajan, S.B. Ogale, B. Liu, D. Viehland, V. Vaithyanathan, D.G. Schlom, U.V. Waghmare, N.A. Spaldin, K.M. Rabe, M. Wuttig, R. Ramesh, Science 229, 1719–1722 (2003)CrossRef
6.
Zurück zum Zitat P. Tang, D.H. Kuang, S.H. Yang, Y.L. Zhang, J. Alloys Compd. 622, 194–199 (2015)CrossRef P. Tang, D.H. Kuang, S.H. Yang, Y.L. Zhang, J. Alloys Compd. 622, 194–199 (2015)CrossRef
7.
Zurück zum Zitat H.Y. Kuo, Y.C. Shu, H.Z. Chen, C.J. Hsueh, C.H. Wang, Y.H. Chu, J. Eur. Ceram. Soc. 31, 3063–3071 (2011)CrossRef H.Y. Kuo, Y.C. Shu, H.Z. Chen, C.J. Hsueh, C.H. Wang, Y.H. Chu, J. Eur. Ceram. Soc. 31, 3063–3071 (2011)CrossRef
8.
Zurück zum Zitat P. Kharel, S. Talebi, B. Ramachandran, A. Dixit, V.M. Naik, M.B. Sahana, C. Sudakar, R. Naik, M.S.R. Rao, G. Lawes, J. Phys. Condens. Matter 21, 036001 (2009)CrossRef P. Kharel, S. Talebi, B. Ramachandran, A. Dixit, V.M. Naik, M.B. Sahana, C. Sudakar, R. Naik, M.S.R. Rao, G. Lawes, J. Phys. Condens. Matter 21, 036001 (2009)CrossRef
9.
Zurück zum Zitat A.Z. Simões, L.S. Cavalcante, C.S. Riccardi, J.A. Varela, E. Longo, J. Sol–Gel Sci. Technol. 44, 269–273 (2007)CrossRef A.Z. Simões, L.S. Cavalcante, C.S. Riccardi, J.A. Varela, E. Longo, J. Sol–Gel Sci. Technol. 44, 269–273 (2007)CrossRef
10.
Zurück zum Zitat D.H. Li, X.Q. Sun, X.H. Chuai, Z.F. Wu, Z.J. Cao, Y.F. Yan, D.M. Zhang, J. Cryst. Growth 338, 85 (2012)CrossRef D.H. Li, X.Q. Sun, X.H. Chuai, Z.F. Wu, Z.J. Cao, Y.F. Yan, D.M. Zhang, J. Cryst. Growth 338, 85 (2012)CrossRef
11.
Zurück zum Zitat L.R. Luo, W. Wei, X.Y. Yuan, K. Shen, M.X. Xu, Q.Y. Xu, J. Alloys Compd. 540, 36–38 (2012)CrossRef L.R. Luo, W. Wei, X.Y. Yuan, K. Shen, M.X. Xu, Q.Y. Xu, J. Alloys Compd. 540, 36–38 (2012)CrossRef
12.
Zurück zum Zitat R.K. Mishra, D.K. Pradhan, R.N.P. Choudhary, A. Banerjee, J. Phys. Condens. Matter 20, 045218 (2008)CrossRef R.K. Mishra, D.K. Pradhan, R.N.P. Choudhary, A. Banerjee, J. Phys. Condens. Matter 20, 045218 (2008)CrossRef
13.
Zurück zum Zitat D. Xie, X.G. Han, R. Li, T.L. Ren, L.T. Liu, Y.G. Zhao, Appl. Phys. Lett. 97, 172901 (2010)CrossRef D. Xie, X.G. Han, R. Li, T.L. Ren, L.T. Liu, Y.G. Zhao, Appl. Phys. Lett. 97, 172901 (2010)CrossRef
14.
Zurück zum Zitat S. Kaya, R. Lok, A. Aktag, J. Seidel, E. Yilmaz, J. Alloys Compd. 583, 476–480 (2014)CrossRef S. Kaya, R. Lok, A. Aktag, J. Seidel, E. Yilmaz, J. Alloys Compd. 583, 476–480 (2014)CrossRef
15.
Zurück zum Zitat G.H. Dong, G.Q. Tan, W.L. Liu, A. Xia, H.J. Ren, Ceram. Int. 40, 1919–1925 (2014)CrossRef G.H. Dong, G.Q. Tan, W.L. Liu, A. Xia, H.J. Ren, Ceram. Int. 40, 1919–1925 (2014)CrossRef
16.
Zurück zum Zitat N.F. Ding, H.M. Deng, P.X. Yang, J.H. Chu, Mater. Lett. 82, 71–73 (2012)CrossRef N.F. Ding, H.M. Deng, P.X. Yang, J.H. Chu, Mater. Lett. 82, 71–73 (2012)CrossRef
17.
Zurück zum Zitat X. Xue, G.Q. Tan, H.F. Hao, H.J. Ren, Appl. Surf. Sci. 282, 432–438 (2013)CrossRef X. Xue, G.Q. Tan, H.F. Hao, H.J. Ren, Appl. Surf. Sci. 282, 432–438 (2013)CrossRef
18.
Zurück zum Zitat N. Li, W.L. Li, L.D. Wang, D. Xu, Q.G. Chi, W.D. Fei, J. Alloys Compd. 552, 269–273 (2013)CrossRef N. Li, W.L. Li, L.D. Wang, D. Xu, Q.G. Chi, W.D. Fei, J. Alloys Compd. 552, 269–273 (2013)CrossRef
19.
Zurück zum Zitat X. Xue, G.Q. Tan, G.H. Dong, W.L. Liu, H.J. Ren, Appl. Surf. Sci. 292, 702–709 (2014)CrossRef X. Xue, G.Q. Tan, G.H. Dong, W.L. Liu, H.J. Ren, Appl. Surf. Sci. 292, 702–709 (2014)CrossRef
20.
Zurück zum Zitat C.M. Raghavan, J.W. Kim, S.S. Kim, Ceram. Int. 40, 2281–2286 (2014)CrossRef C.M. Raghavan, J.W. Kim, S.S. Kim, Ceram. Int. 40, 2281–2286 (2014)CrossRef
21.
Zurück zum Zitat Y. Sheng, W.B. Rui, X.B. Qiu, J. Du, S.Q. Zhou, Q.Y. Xu, J. Appl. Phys. 115, 17D902 (2014)CrossRef Y. Sheng, W.B. Rui, X.B. Qiu, J. Du, S.Q. Zhou, Q.Y. Xu, J. Appl. Phys. 115, 17D902 (2014)CrossRef
22.
Zurück zum Zitat G.H. Dong, G.Q. Tan, Y.Y. Luo, W.L. Liu, H.J. Ren, A. Xia, Ceram. Int. 40, 6413–6419 (2014)CrossRef G.H. Dong, G.Q. Tan, Y.Y. Luo, W.L. Liu, H.J. Ren, A. Xia, Ceram. Int. 40, 6413–6419 (2014)CrossRef
23.
Zurück zum Zitat G.H. Dong, G.Q. Tan, Y.Y. Luo, W.L. Liu, A. Xia, H.J. Ren, Appl. Surf. Sci. 305, 55–61 (2014)CrossRef G.H. Dong, G.Q. Tan, Y.Y. Luo, W.L. Liu, A. Xia, H.J. Ren, Appl. Surf. Sci. 305, 55–61 (2014)CrossRef
24.
Zurück zum Zitat M. Cazayous, D. Malka, D. Lebeugle, D. Colson, Appl. Phys. Lett. 91, 071910 (2007)CrossRef M. Cazayous, D. Malka, D. Lebeugle, D. Colson, Appl. Phys. Lett. 91, 071910 (2007)CrossRef
25.
Zurück zum Zitat M.K. Singh, H.M. Jang, S. Ryu, M.H. Jo, Appl. Phys. Lett. 88, 042907 (2006)CrossRef M.K. Singh, H.M. Jang, S. Ryu, M.H. Jo, Appl. Phys. Lett. 88, 042907 (2006)CrossRef
26.
Zurück zum Zitat C.M. Raghavan, D. Do, J.W. Kim, W.J. Kim, S.S. Kim, J. Am. Ceram. Soc. 95, 1933–1938 (2012)CrossRef C.M. Raghavan, D. Do, J.W. Kim, W.J. Kim, S.S. Kim, J. Am. Ceram. Soc. 95, 1933–1938 (2012)CrossRef
27.
Zurück zum Zitat J.W. Kim, S.S. Kim, H.J. Kim, W.J. Kim, C.M. Raghavan, D. Do, M.H. Lee, T.K. Song, M.H. Kim, J. Electroceram. 30, 13–18 (2013)CrossRef J.W. Kim, S.S. Kim, H.J. Kim, W.J. Kim, C.M. Raghavan, D. Do, M.H. Lee, T.K. Song, M.H. Kim, J. Electroceram. 30, 13–18 (2013)CrossRef
28.
Zurück zum Zitat C.M. Raghavan, J.W. Kim, S.S. Kim, J. Sol-Gel, Sci. Technol. 67, 486–491 (2013) C.M. Raghavan, J.W. Kim, S.S. Kim, J. Sol-Gel, Sci. Technol. 67, 486–491 (2013)
29.
Zurück zum Zitat X.M. Chen, H. Zhang, K. Ruan, W.Z. Shi, J. Alloys Compd. 529, 108–112 (2012)CrossRef X.M. Chen, H. Zhang, K. Ruan, W.Z. Shi, J. Alloys Compd. 529, 108–112 (2012)CrossRef
30.
31.
Zurück zum Zitat Y.J. Wu, X.K. Chen, J. Zhang, X.J. Chen, J. Magn. Magn. Mater. 324, 1348–1352 (2012)CrossRef Y.J. Wu, X.K. Chen, J. Zhang, X.J. Chen, J. Magn. Magn. Mater. 324, 1348–1352 (2012)CrossRef
32.
Zurück zum Zitat X. Xue, G.Q. Tan, W.L. Liu, H.F. Hao, J. Alloys Compd. 604, 57–65 (2014)CrossRef X. Xue, G.Q. Tan, W.L. Liu, H.F. Hao, J. Alloys Compd. 604, 57–65 (2014)CrossRef
Metadaten
Titel
Effects of Y doping on multiferroic properties of sol–gel deposited BiFeO3 thin films
verfasst von
Daihong Kuang
Ping Tang
Xidong Ding
Shenghong Yang
Yueli Zhang
Publikationsdatum
01.05.2015
Verlag
Springer US
Erschienen in
Journal of Materials Science: Materials in Electronics / Ausgabe 5/2015
Print ISSN: 0957-4522
Elektronische ISSN: 1573-482X
DOI
https://doi.org/10.1007/s10854-015-2789-6

Weitere Artikel der Ausgabe 5/2015

Journal of Materials Science: Materials in Electronics 5/2015 Zur Ausgabe

Neuer Inhalt