BiFeO 3 高压拉曼光谱研究

BiFeO3是少数在室温下同时具有铁电有序和铁磁有序的多铁材料之一。BiFeO3在室温下呈扭曲的三方钙钛矿结构，满足R3c空间群。通过六面顶大压机在高温高压下合成纯的BiFeO3粉晶，并结合高压拉曼光谱测试技术，得到了0~44 GPa压强下BiFeO3的拉曼光谱。结果表明：随着压强的增加，低波数的拉曼峰逐渐向高波数迁移并展宽，位于145、177和231 cm-1的拉曼峰强度逐渐减弱。第一次相变发生在5 GPa左右，位于145 cm-1左右的拉曼峰消失，与此同时在217 cm-1左右出现新的拉曼峰。当压强增加到11 GPa时，明显观察到位于340 cm-1左右的拉曼峰出现，而低波数（< 200 cm-1）的拉曼峰则全部消失，标志BiFeO3发生第二次相变，转为正交晶系的Pnma结构。压强增加到38 GPa时，BiFeO3发生第三次相变，位于340 cm-1左右的拉曼峰消失，谱线上不存在明显的拉曼峰，BiFeO3可能由正交晶系的Pnma结构转变为Pnmm结构或高对称的立方晶系结构。