无铅基铋系层状多铁薄膜作为一种“绿色”材料，有多种铁有序，诸如铁电、铁磁等，它们的耦合效应在能量转换、弱磁探测、智能机器、高密度信息存储等高新技术领域有着广泛的应用。同时铁有序及其耦合还可以通过元素替换掺杂、周期性电（磁）场、微纳米异质结构设计来进行调控。本书从结构相变入手分析材料的物相结构与铁有序及耦合的关联，并在此基础上进行铁电、铁磁、磁电耦合的宏观测量和铁电畴结构的微观表征；同时结合现有的理论模型进行分析。从物理内因的角度指导材料设计，以期获得实际应用。本书以作者近几年科研一线的亲身体会和科研成果为主线，立足该方向的前沿发展，由浅入深，内容翔实，数据充分，体系完整，概念规范，并辅以必要的基本知识介绍。
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目录
前言
第1章 铁性薄膜材料及其应用 1
1.1 铁性薄膜材料 1
1.1.1 铁电材料 1
1.1.2 铁磁材料 4
1.1.3 磁电材料 11
1.1.4 电（磁）卡效应 14
1.2 Bi基铁性薄膜材料 19
1.2.1 BiFeO3薄膜 19
1.2.2 Bi0:5Na0:5TiO3薄膜 20
1.2.3 Bi4Ti3O12薄膜 21
1.2.4 Bi5Ti3FeO15薄膜 22
1.3 磁性薄膜CoFe2O4 22
1.4 室温多铁耦合及其应用 24
参考文献 25
第2章 铁性纳米结构薄膜的结构和性能检测技术 29
2.1 引言 29
2.2 结构分析技术 31
2.3 形貌分析技术 43
2.3.1 扫描电子显微镜 44
2.3.2 透射电子显微镜 57
2.4 组分及性能表征技术 74
2.4.1 拉曼光谱 74
2.4.2 X射线光电子能谱 77
2.4.3 原子力显微镜 84
2.4.4 多铁测试系统 97
2.4.5 铁磁性表征 97
2.4.6 磁致伸缩效应表征 100
2.4.7 磁电效应表征 106
参考文献 107
第3章 无铅基Bi系单层钙钛矿结构薄膜的多铁性能及调控 109
3.1 引言 109
3.2 BiFeO3纳米薄膜的物相结构及性能调控 109
3.2.1 BiFeO3概述 109
3.2.2 BiFeO3及不同元素和浓度替位掺杂薄膜的制备 112
3.2.3 不同元素和浓度替位掺杂对BiFeO3基薄膜物相和多铁特性的调控 113
3.3 Bi0:5（Na0:85K0:15）0:5TiO3纳米薄膜的物相与电畴结构铁电性能调控 155
3.3.1 Na0:5Bi0:5TiO3 概述 155
3.3.2 Bi0:5（Na0:85K0:15）0:5TiO3纳米薄膜的物相和形貌分析 157
3.3.3 Bi0:5（Na0:85K0:15）0:5TiO3纳米薄膜的铁电畴结构和电场调控 158
3.3.4 Bi0:5（Na0:85K0:15）0:5TiO3纳米薄膜的铁电性及调控 162
3.4 单相钙钛矿结构铁性薄膜的展望 166
参考文献 167
第4章 无铅基Bi系单相层状钙钛矿薄膜多铁耦合及调控 174
4.1 引言 174
4.2 Bi4Ti3O12纳米薄膜的物相结构及性能调控 175
4.2.1 Bi4Ti3O12概述 175
4.2.2 纳米结构Bi4Ti3O12及Zr掺杂薄膜的制备 175
4.2.3 纳米结构Bi4Ti3O12及Zr掺杂薄膜的物相调控 176
4.2.4 Bi4Ti3O12基纳米结构薄膜及Zr掺杂的铁电性调控 179
4.2.5 周期性电场对Bi4Ti3O12基纳米结构薄膜及Zr掺杂的铁电疲劳调控 181
4.3 纳米结构Bi5Ti3FeO15多铁薄膜 183
4.3.1 纳米结构Bi5Ti3FeO15多铁薄膜概述 183
4.3.2 纳米结构Bi5Ti3FeO15及元素掺杂薄膜的制备 183
4.3.3 Bi5Ti3FeO15及元素掺杂纳米薄膜的结构与形貌调控 184
4.3.4 Bi5Ti3FeO15基铁性薄膜的多铁耦合及调控 187
4.4 Aurivllius结构铁性薄膜的展望 207
参考文献 208
第5章 无铅基Bi系多层状钙钛矿结构复合薄膜的多铁耦合 211
5.1 引言 211
5.2 磁电复合薄膜材料 212
5.3 连通型多晶复合磁电薄膜 213
5.3.1 多铁型BFO/BNKT复合磁电薄膜的制备过程 213
5.3.2 多铁型BFO/BNKT复合磁电薄膜的物相分析 214
5.3.3 多铁型BFO/BNKT复合磁电薄膜的多铁耦合 215
5.3.4 多铁型BFO/BTO复合磁电薄膜的制备过程 224
5.3.5 多铁型BFO/BTO复合磁电薄膜的物相分析 224
5.3.6 多铁型BFO/BTO复合磁电薄膜的多铁特性 225
5.3.7 Bi4Ti3O12/Bi5Ti3FeO15复合薄膜的制备 235
5.3.8 Bi4Ti3O12/Bi5Ti3FeO15复合薄膜的物相分析 235
5.3.9 Bi4Ti3O12/Bi5Ti3FeO15复合薄膜的多铁特性 236
5.3.10 多晶体多铁型复合纳米磁电薄膜——Bi5Ti3FeO15/BiFeO3的制备 242
5.3.11 多铁型Bi5Ti3FeO15/BiFeO3复合纳米磁电薄膜的物相结构 242
5.3.12 多铁型Bi5Ti3FeO15/BiFeO3复合纳米磁电薄膜的多铁特性 243
5.3.13 尖晶石型CoFe2O4/Bi5Ti3FeO15复合纳米磁电薄膜的制备 250
5.3.14 尖晶石型CoFe2O4/Bi5Ti3FeO15复合纳米磁电薄膜的物相结构 251
5.3.15 尖晶石型CoFe2O4/Bi5Ti3FeO15复合纳米磁电薄膜的多铁特性 252
5.3.16 尖晶石型CoFe2O4/Bi4Ti3O12复合纳米磁电薄膜的制备 262
5.3.17 尖晶石型CoFe2O4/Bi4Ti3O12复合纳米磁电薄膜的物相分析 262
5.3.18 尖晶石型CoFe2O4/Bi4Ti3O12复合纳米磁电薄膜的多铁耦合 263
5.4 Bi 系多层状复合磁电薄膜的展望 270
参考文献 271
第6章 总结与展望 277
索引 279
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