鎢酸鐵鉍是一種具有獨(dú)特物理化學(xué)性質(zhì)的復(fù)合金屬氧化物材料,化學(xué)式通常表示為BiFeWO?或BiFeO?-WO?體系。這種材料因其多鐵性(同時(shí)具備鐵電性和鐵磁性)而在功能材料領(lǐng)域備受關(guān)注,尤其在新一代信息存儲(chǔ)、傳感器和光伏器件研發(fā)中展現(xiàn)出潛在應(yīng)用價(jià)值。其晶體結(jié)構(gòu)常表現(xiàn)為鈣鈦礦型(ABO?)與鎢青銅結(jié)構(gòu)的復(fù)合相,晶格常數(shù)通常在0.39-0.40nm范圍。
從性能角度來看,鎢酸鐵鉍最顯著的特點(diǎn)是它的居里溫度(Tc約830°C)和尼爾溫度(TN約370°C)較高,這使得材料在室溫下能保持穩(wěn)定的多鐵特性。需要特別注意的是,通過摻雜改性(如La3?替代Bi3?)可顯著改善其漏電流問題,電阻率可提升至10?-1011Ω·cm量級(jí)。在光電轉(zhuǎn)換方面,其帶隙寬度(Eg≈2.7eV)使其對(duì)可見光具有良好響應(yīng)。
制備工藝對(duì)鎢酸鐵鉍的性能有著決定性影響。固相反應(yīng)法需要在650-800°C進(jìn)行兩段燒結(jié),而溶膠-凝膠法則能獲得更均勻的納米粉體(粒徑50-100nm)。近年來,脈沖激光沉積(PLD)技術(shù)制備的薄膜樣品表現(xiàn)出優(yōu)異的鐵電剩余極化(Pr≈35μC/cm2),這為微型器件的集成提供了可能。需要重點(diǎn)關(guān)注的是制備過程中氧空位的控制,這直接影響材料的介電損耗(tanδ≤0.05)。
在應(yīng)用層面,鎢酸鐵鉍的磁電耦合系數(shù)(α≈20mV/cm·Oe)使其成為磁電傳感器的理想候選材料。研究還發(fā)現(xiàn)其光伏效應(yīng)產(chǎn)生的開路電壓(Voc≈0.8V)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)光伏材料,這為開發(fā)自供電器件提供了新思路。特別在非易失性存儲(chǔ)器領(lǐng)域,其抗疲勞特性(101?次循環(huán)后性能衰減<5%)展現(xiàn)出明顯的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。