研究目的
研究铁掺杂非化学计量比STO陶瓷的结构、介电、铁电及磁学特性，以实现室温多铁性。
研究成果
成功实现了Fe掺杂非化学计量比STO陶瓷的室温多铁性。其铁电性源于晶格畸变和类反位缺陷，而铁磁性则产生于双交换作用、超交换作用及非线性铁磁交换耦合之间的竞争。第一性原理模拟证实了Fe原子交换作用形成的有序自旋排列。
研究不足
该研究聚焦于铁掺杂非化学计量比STO陶瓷，其发现可能无法直接适用于其他材料或掺杂情形。实验条件与样品制备方法亦可能限制结果的普适性。
1：实验设计与方法选择：
样品采用标准固相反应法，以SrCO3、TiO2和Fe2O3粉末为原料制备而成。
2：TiO2和Fe2O3粉末为原料制备而成。 样品选择与数据来源：
2. 样品选择与数据来源：通过X射线衍射（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）对样品进行表征。
3：实验设备与材料清单：
XRD（D/Max-RB）、SEM（日立S-3400N）、Aglient4194A阻抗/相位分析仪、TF2000标准铁电测试仪、振动样品磁强计（VSM，EV9 ADE Technologies）。
4：实验步骤与操作流程：
将粉末混合、煅烧、压片并烧结，随后对样品的电学和磁学性能进行表征。
5：数据分析方法：
采用维也纳从头算模拟软件包（VASP）通过第一性原理模拟分析磁学性能。
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Scanning electron microscope
Hitachi S-3400N
Hitachi
Characterization of the microstructure of the samples
-
impedance/phase analyzer
Aglient4194A
Agilent
Evaluation of electrical properties
-
X-ray diffraction
D/Max-RB
Characterization of the microstructure of the samples
-
ferroelectric test unit
TF2000
Evaluation of electrical properties
-
vibrating sample magnetometer
EV9
ADE Technologies
Magnetic measurements
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