Magnetoelectric heterojunction properties of multiferroic materials

Bizmut ferrit (BiFeO3) birden fazla birincil ferroik düzeni tek bir fazda gösterdiği için son zamanlarda büyük ilgi görmektedir. Bu çalışmanın ilk bölümünde, hidrotermal yöntemle bizmut ferrit parçacıklarının üretimi için reaksiyon sıcaklığı, süresi ve çözeltideki mineralleştirici konsantrasyonu gibi optimum parametreler belirlenmiştir. İkinci bölüm, Yb katkısının bizmut ferritin (BiFeO3) yapısal, manyetik ve elektriksel özellikleri üzerindeki etkisinin araştırılmasını içermektedir. İyi kristallenmiş BiFeO3 (BFO) ve Yb katkılı BiFeO3 tozları (Bi1-xYbxFeO3: x = 0, 0.01, 0.03, 0.05, 0.1) tipik bir hidrotermal yöntemle başarıyla sentezlenmiştir. X-ışını kırınımı (XRD), tozların R3c uzay grubuyla eğilmiş rombohedral kristal yapıya sahip olduğunu ortaya çıkarmıştır. Alan emisyonu taramalı elektron mikroskobu (FESEM) çalışmaları, farklı büyüklükteki alt parçacıklardan oluşan küboidal tip bir morfoloji göstermiştir. Yb içeriğindeki artışın parçacık büyümesini geciktirdiği, bu nedenle küboidal parçacıkların boyutunu azalttığı görülmüştür. Öte yandan, X-ışını fotoelektron spektroskopisi (XPS), kafes içindeki oksijen içeriğinin katkılı BiFeO3 tozlarında % 7.04'ten % 39.97'ye yükseldiğini göstererek Yb katkılamasının yapıdaki oksijen eksikliğini azalttığını ve daha fazla M-O-M bağının oluştuğunu belirtmektedir. Titreşimli nümune manyetometre (VSM) ölçümleri, en yüksek doygunluk manyetizasyon değerinin zayıf ferromanyetik davranış gösteren % 3 Yb katkılı BFO'da 0.09 emu/g olarak elde edildiğini ortaya koymuştur. Örneklerin kalıntı polarizasyon (Pr) değerini bulmak için ise ferroelektrik ölçümler yapılmıştır. Tüm nümuneler arasında 0.37 μC/cm2 ile en yüksek Pr değeri % 3 Yb katkılı BFO'da elde edilmiştir. Dielektrik ölçümlerinden, Yb'nin BiFeO3 perovskit yapısına dahil edilmesinin M-O-M bağlarının oluşumunu arttırdığı kanıtlanarak, en yüksek dielektrik sabiti ve en düşük dielektrik kaybı Bi0.9Yb0.1FeO3 nümunesinde elde edilmiştir.