[发明专利]六角稀土铁氧化物高熵单相多铁性材料及其制备和应用

说明书

本发明属于六角稀土铁氧化物单相多铁性材料以及高熵技术领域，公开了六角稀土铁氧化物高熵单相多铁性材料及其制备和应用，所述材料是以六角稀土铁氧化物Lusubgt;0.5/subgt;Scsubgt;0.5/subgt;FeOsubgt;3/subgt;和Ybsubgt;0.5/subgt;Insubgt;0.5/subgt;FeOsubgt;3/subgt;为基质，通过引入化学压力，将其混合掺杂得到的，且其分子式为(Ybsubgt;0.25/subgt;Lusubgt;0.25/subgt;Insubgt;0.25/subgt;Scsubgt;0.25/subgt;)FeOsubgt;3/subgt;。本发明制备方法操作简单，制备成本低，制备条件和要求容易实现，适合量化生产制备；且本发明制备的六角稀土铁氧化物单相多铁性材料性能优异，同时具备室温附近的铁电性和磁性，可作为优秀的单相多铁性的功能性材料、磁电传感器件和高密度存储等功能材料。

技术领域

本发明涉及六角稀土铁氧化物单相多铁性材料及高熵技术领域，尤其涉及六角稀土铁氧化物高熵单相多铁性材料及其制备和应用。

背景技术

多铁性研究的主要关注点是铁电序与自旋序之间的共存和耦合，实现利用外部电场控制磁序或外部磁场控制电极化，从而达到磁与电之间的交叉调控。多铁性与磁电耦合的发现将传统上缺乏内禀联系的铁电性和磁性两大类材料结合起来，实现铁电序和铁磁序的耦合，依次集成两种有序相的物性优势，为实现多态存储和电写磁读等应用提供了物质基础。

六角稀土铁氧化物体系虽然具有高的铁电相变温度，然而体系的磁相变过低，磁化强度较低。目前，关于六角稀土铁氧化物体系的报道比较少，现有技术中提出可以通过外延应力实现六角铁氧化物的制备，但是这类制备工艺要求很高，且不利于制作块体，不利于推广使用。

为此，本发明提供一种六角稀土铁氧化物高熵单相多铁性材料及其制备方法和应用。

发明内容

为了解决上述现有技术中的不足，本发明提供一种六角稀土铁氧化物高熵单相多铁性材料及其制备方法和应用。本发明采用高熵的策略，通过在六角稀土铁氧化物基质中引入多组元元素，通过调整成分浓度进行对其性能进行微调，获得六角稀土铁氧化物(Yb_0.25Lu_0.25In_0.25Sc_0.25)FeO₃，以把六角稀土铁氧化物的磁有序温度提高到室温附近(现有的六角稀土铁氧化物的磁有序温度都低于200K)，本发明获得的六角稀土铁氧化物是一种新型的高熵单相多铁性材料，是具有高熵特性的高熵材料，同时也是具有几何阻措的铁电材料，且该材料中存在多个基础铁性序。

本发明的一种六角稀土铁氧化物高熵单相多铁性材料及其制备方法和应用是通过以下技术方案实现的：

本发明的第一个目的是提供一种六角稀土铁氧化物高熵单相多铁性材料，是以六角稀土铁氧化物Lu_0.5Sc_0.5FeO₃和Yb_0.5In_0.5FeO₃为基质，通过引入化学压力，将其混合掺杂得到的，且其分子式为(Yb_0.25Lu_0.25In_0.25Sc_0.25)FeO₃。

本发明的第二个目的是提供一种上述六角稀土铁氧化物高熵单相多铁性材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，以Lu_0.5Sc_0.5FeO₃和Yb_0.5In_0.5FeO₃为基质，混匀后，于1300～1450℃下进行烧结处理，获得前驱体；