导读:本文包含了磁电耦合论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:磁电,效应,隧道,张量,反射率,层状,原理。
磁电耦合论文文献综述
田娅晖,彭怡,刘宇[1]（2019）在《BiFeO_3结构演变及其磁电耦合特性研究》一文中研究指出多铁材料由于同时具有铁电、铁磁和铁弹性等两种以上铁性,并且这几种铁性之间存在相互耦合作用而备受关注,在新型功能器件有着广泛的应用前景。作为单相多铁材料的BiFeO_3(BFO)具有高的居里温度和尼尔温度,室温下具有自发的铁电极化和铁磁极化,可以实现多态存储行为提高存储密度和非易失性。本文通过对BFO材料的基本物性和应用前景的探讨,深入研究了提高材料磁电耦合特性的方法。(本文来源于《科技风》期刊2019年29期）
倪赛健,王晗,王勇,鲁拥华,王沛[2]（2019）在《金属-介质-金属叁棱柱结构超表面中的磁电耦合》一文中研究指出基于亚波长纳米单元(超原子)的超表面结构革新并极大丰富了光场调控技术,从理论上研究并设计具有独特性质和功能的超表面结构在光场调控研究中具有重要价值.利用极化率张量理论计算了对称和非对称金属-介质-金属(MDM)正叁棱柱超原子的诱导电响应、磁响应、磁电响应和电磁响应,设计出偏振无关的周期性MDM正叁棱柱超表面,分别通过时域有限差分(FDTD)仿真模拟和理论计算的方法得到MDM超表面的透射谱和反射谱,两者能符合得很好.并发现对称超表面结构的反射谱对入射光传播方向不敏感,而非对称超表面结构的反射谱在共振频率附近对入射光传播方向有依赖。研究结果对利用不对称超原子设计具有任意反射系数的超表面具有指导作用。(本文来源于《量子电子学报》期刊2019年05期）
周焱,李刚,唐明华[3]（2019）在《Co_2FeGa/BaTiO_3多铁隧道结中磁电耦合效应的第一性原理研究》一文中研究指出利用第一性原理研究了Co_2FeGa/BaTiO_3多铁隧道结(MFTJ)中的磁电耦合效应,以及中间势垒层BaTiO_3(BTO)的铁电临界尺寸,构建了FeGa/TiO_2与Co_2/TiO_2两种对称性界面结构的多铁隧道结模型.结果表明,FeGa/TiO_2与Co_2/TiO_2界面模型的铁电临界尺寸分别是4个和2个BTO单胞.此外,发现磁电耦合效应主要是由界面原子上磁矩的差异导致的,它们对多铁隧道结中BTO的极化非常敏感,而且这种耦合还与界面相关原子的电子杂化程度有关.另外,不同界面模型磁电耦合强度也是不一样的,Co_2/TiO_2界面模型多铁隧道结的磁电耦合系数要远大于FeGa/TiO_2界面模型多铁隧道结的磁电耦合系数.采用半金属Heusler合金电极的多铁隧道结有望为纳电子器件和自旋电子器件的应用提供新的方法.(本文来源于《湘潭大学学报(自然科学版)》期刊2019年04期）
文建彪[4]（2019）在《磁电复合材料多场耦合有限元分析及器件设计》一文中研究指出磁电复合材料通过将两种功能型材料复合在一起,由两种材料的相互耦合实现磁能与电能的相互转换,在多种复合方式中,层合磁电复合材料由于结构简单,易于制备,磁电转换效率高等优势吸引了众多来自物理、力学等领域研究者的广泛关注。这使得磁电复合材料被广泛应用于多功能器件制造领域,例如磁场探测器、磁电俘能器、磁电存储器等。目前,对磁电复合材料的研究主要集中于提高磁电系数和拓宽磁电响应频率范围两个方面,近年来取得了重大的进步。之前的众多研究中,主要集中考虑应力、磁场、温度等因素对磁电效应的影响。也有部分研究关注结构尺寸对磁电系数的影响规律,但大多数都是厚度方向,即通过考虑组分材料的体积比,很少涉及到其他两个维度的影响,因为理论模型多数局限于二维情形,而且考虑时都假设两种组分材料的长度相等,对于长度不一致则无法计算,这也是目前众多理论模型的不足之处。此外,理论模型大多只考虑了稳态情形下的磁电响应,但实际上磁电结构所处的真实环境为一个瞬态过程,而且在实际中,磁电结构都是叁维。另外,拓宽磁电响应范围也是一个重要的研究课题,传统的磁电器件只在较窄的范围内系数较大,但环境中的瞬态磁场的频率变化范围较大,因此为了更好的收集周围环境中的能量,需要磁电器件在较宽的范围内保持良好性能。近来有研究表明磁电效应可以应用于调控压电半导体的载流子输运过程,但缺乏相关的理论研究。鉴于此,本文首先针对层合磁电复合材料的磁-力-电耦合问题建立了叁维有限元动态分析模型。其次,通过结构设计,提出了一种拓宽磁电响应范围的新型结构。随着多功能纳米器件的发展,有学者提出可以利用磁电效应实现非接触控制方式调控压电半导体内载流子移动。具体研究如下:首先,基于磁致伸缩材料的非线性本构关系以及压电材料的线性本构方程,针对层合磁电复合材料动态响应行为建立了一个磁-力-电多场耦合叁维有限元模型。通过将模拟的结果和他人的实验进行对比,吻合较好,说明建立的有限元模型可以有效预测磁电复合材料的磁电响应行为。通过选取材料内部截面,给出了磁电复合材料内部磁通密度、位移、电压、应力的分布云图,由于退磁效应以及边界效应的存在,导致上述变量在磁电复合材料内部为非均匀分布。另外,在结构长度不变的情形下,发现改变结构的宽度对磁电响应也具有重要影响,长宽比越小,结构的退磁效应越明显。而且长宽比对磁电响应的影响在低、中、高磁场下的影响规律有所区别。在瞬态磁场作用下,磁电系数随时间的变化趋势是逐渐增强,最后趋于稳定,通过对磁电响应和瞬态磁场进行傅里叶分析,发现磁电响应频率为瞬态磁场频率的两倍,即出现倍频现象。两种材料通过界面耦合,材料内部应力的分布形式将直接影响压电层中的电压分布形式,并且在结构达到共振后,界面处的切应力较大,可能会导致脱粘现象。其次,为了拓宽磁电效应的响应频率,设计了一种新型磁电器件。由于新结构的自由度比传统层合结构更多,因此也会产生更多的共振模态。相比于传统的磁电器件,本文设计的新型磁电器件不仅可以在较宽的频率范围内出现多个共振峰,而且共振频率较低,避免高频情形下的涡流损耗对磁电响应的影响。由于各个共振峰相邻比较近或者有重迭部分,导致该磁电器件可以在较宽的频率范围内保持优良的磁电性能。另外,通过有限元的方法模拟了该磁电器件的共振模态,和实验结果吻合良好。通过有限元分析和实验测量,说明本文设计的新型磁电结构可以有效实现在低频情形下的宽频磁电响应,这种新型磁电器件在宽频磁电器件的应用具有巨大潜力。最后,由于压电半导体多功能纳米器件的发展,在压电半导体中存在力-电-载流子的耦合关系,而磁电复合材料的磁电响应也是一个多物理场耦合的问题,因此,把压电半导体和磁电复合材料组合成新的多功能纳米器件将会是一个复杂的多物理场耦合问题。目前,已有部分实验将磁电效应引入到压电半导体器件中,用以实现非接触式的调控压电势的新方式,但相关的理论研究十分少。所以建立了相关的理论模型预测各种因素对压电半导体的性能的影响十分重要。接着,考虑到p-n结在半导体器件中存在普遍的应用,研究了p-n结对压电半导体的电势分布的影响规律。另外,由于结构尺寸为纳米量级,表面应力将成为影响压电半导体多功能纳米器件性能的一个重要因素,本文基于Gurtin-Murdoch理论研究了在考虑表面效应对压电半导体器件的压电势的影响规律。总之,本文建立的磁电复合材料叁维有限元多场耦合动态模型完善了磁电效应的理论研究;并提出了新的磁电构型,为拓宽磁电响应频率范围提供了新的思路;将磁电复合材料的多场耦合和压电半导体多场耦合相结合,为纳米器件的非接触式调控方式提供理论指导。(本文来源于《兰州大学》期刊2019-06-30）
李刚,唐明华[5]（2019）在《应变对Fe/BaTiO_3多铁隧道结磁电耦合性能的影响》一文中研究指出构建了不同面内应变条件下的Fe/BaTiO_3多铁隧道结模型,通过第一性原理计算,对Fe/BaTiO_3多铁隧道结中的磁电耦合效应进行了分析。通过对比处于不同面内应变条件下的Fe/BaTiO_3电学和磁学性能,得到其铁电极化强度及磁电耦合因数在面内压应变下增大,而在面内张应变下减小的结果。这表明,Fe/BaTiO_3多铁隧道结中的磁电耦合性能可以被应变效应所调控,增大面内压应变,能有效提高多铁隧道结的磁电耦合特性。(本文来源于《现代应用物理》期刊2019年02期）
史家兴[6]（2019）在《Fe-Ga薄膜及磁电耦合器件的研究》一文中研究指出用磁致伸缩材料与压电材料制备的复合磁电材料可应用于谐振器、滤波器、回转器、高密度存贮器等。基于磁-力-电耦合效应的磁电器件同时还对弱磁场敏感,在磁场检测以及能量回收领域有着良好的应用前景。磁致伸缩材料是磁电器件的一个重要组分。与稀土磁致伸缩材料相比,Fe-Ga具有较低的偏置磁场与良好的磁弹性能,在磁电领域受到了一定的关注。本文针对Fe-Ga薄膜在磁电器件中的应用,用磁控溅射制备了Fe-Ga/PZT与Fe-Ga/AlN/Mo/Si两种磁电器件,研究了Fe-Ga薄膜的物性与器件磁电系数间的相关性,旨在优化Fe-Ga磁致伸缩薄膜的性能,提高器件的磁电系数并降低偏置磁场。此工作对磁电器件的开发与应用有一定的意义。本文首先实验证实了器件的磁电系数αME与薄膜的微分磁弹系数(db/dH)存在线性相关性,提出了基于薄膜微分磁弹系数来计算磁电系数的半经验公式。同时研究了不同Si衬底、不同缓冲层及不同溅射参数下的Fe-Ga薄膜,找到了最佳沉积参数。实验还发现Ti和Mo缓冲层在不影响薄膜磁弹性的同时可改善热处理时薄膜与基体的结合,并用EBSD观测到Fe-Ga薄膜晶粒的异常长大。其次本文结合AlN压电薄膜设计了Fe-Ga/AlN/Mo/Si(100)磁电器件,并通过磁场热处理使得器件具有良好的空间角度分辨率。该器件在共振频率下,长度方向的磁电系数为210 V/cm Oe。揭示了面内各向异性是使得该器件具有空间角度分辨率的必要条件。最后通过(Fe-Ga/Fe-Ni)多层薄膜替代器件中单一的Fe-Ga磁性膜。利用磁性层之间的交换耦合改变薄膜磁畴的宽度,降低磁滞损耗,并且提高薄膜整体的压磁系数,有效地降低偏置磁场。(8 nm Fe-Ga/8 nm Fe-Ni)30/AlN/Mo/Si磁电器件在4 Oe的偏置磁场下,磁电系数可到607 V/cm Oe。处于磁交换耦合范围内的(8 nm Fe-Ga/8 nm Fe-Ni)30薄膜具有高微分磁弹系数(0.32 MPa/Oe)与高压磁系数(8.1 ppm/Oe),可以用于制备磁电器件及驱动器等微电子机械系统。(本文来源于《北京科技大学》期刊2019-06-01）
张舜祖[7]（2019）在《磁电弹声子晶体的带隙特性及磁电耦合行为研究》一文中研究指出声子晶体是一种具有周期结构的功能复合材料,具有的带隙特性能够抑制处于带隙频率范围内的弹性波在声子晶体中传播。随着智能型声子晶体的兴起,磁电弹材料作为同时具有压磁性、压电性和弹性中的两种或两种以上特性的功能材料,学者们将其引入声子晶体形成磁电弹声子晶体。由于其在多物理场作用下具有磁-电-力耦合的多重特性,能够实现磁能、电能和机械能之间的相互转换。因此,磁电弹声子晶体在减振降噪、信号控制、磁电传感器、电子通讯等领域展现出丰富的研究价值和广阔的应用前景。其中,弹性波的传播行为和磁-电-力耦合特性是影响磁电弹声子晶体器件设计和应用的关键问题。基于此,本文系统地研究了一维和二维磁电弹声子晶体的弹性波带隙特性,同时探索了多层磁电复合结构的磁电耦合问题。具体的研究内容如下:(1)将磁致伸缩材料引入工程应用中常见的杆梁类结构,利用平面波展开法建立了含磁致伸缩材料的磁弹声子晶体杆梁带隙特性的理论模型。首先,考虑磁致伸缩材料具有磁-力-热耦合的非线性本构关系,研究了纵波在杆状磁弹声子晶体中的传播行为,分析了工作温度、外加磁场、预应力以及结构尺寸引起的退磁效应对能带结构的影响。发现温度对带隙的位置和宽度都有明显的影响,对高阶带隙的影响尤为显着。前四阶带隙的宽度随材料组分比的变化呈现波浪形曲线并且先后出现对应阶数个波峰,其峰值受外磁场、预应力和温度等因素的共同作用。随后,探究了磁弹声子晶体纳米梁中弯曲波传播特性的尺寸依赖行为,考察了不同结构尺寸下表面效应对能带结构的影响。发现当声子晶体梁的结构尺寸降低至纳米量级时,将不能忽略表面效应对带隙特性的影响。考虑表面效应时带隙的位置和宽度要比不考虑表面效应时更高、更宽,其中表面弹性和表面压磁能是主要的影响因素。同时,对带隙随磁场和预应力的非线性变化规律也进行了相关讨论。(2)针对层状磁电弹声子晶体中弹性波的传播行为,利用传递矩阵法推导了SH波垂直于界面层传播时的色散关系表达式,数值分析了弹性/弹性、压电/弹性、压电/压磁以及磁电弹/弹性等多种材料组合形式对层状磁电弹声子晶体带隙特性的影响。讨论了压电、压磁和磁电弹耦合效应以及材料组分比对带隙的影响。发现考虑压电效应能够得到频率更高的带隙,同时压磁和磁电弹耦合效应也对带隙特性有调节作用。随后,考虑压电/压磁层状声子晶体中存在强烈的磁电耦合行为,建立了多层磁电复合材料磁电效应的二维非线性磁-力-热耦合理论模型,讨论外加磁场和预应力的幅值和方向对磁电系数的影响,分析了工作温度对磁电效应的调节作用。发现以最优角度加载磁场和预应力能够得到最大的磁电转换性能,解释了高频磁电系数共振频率偏移的原因是由磁场、预应力和温度诱发的“△E效应”。(3)对于板状声子晶体,建立了弹性波带隙特性的磁弹理论模型,对磁弹声子晶体薄板中纵波的传播行为进行研究,发现磁场的加载模式、方向以及幅值都对能带结构有显着影响。当磁场分别在x-y和x-z面内加载时,可以获得最大带隙宽度的最优磁场角度分别为45°和0°。同时,预应力和磁场对带隙的影响存在竞争关系,适当的施加预压应力可以减弱磁场对带隙的影响。随后,研究了Trampoline型(空穴-立柱型)和立柱型两类磁弹声子晶体板中Lamb波的带隙演化规律,讨论了Trampoline效应在能带结构和本征模态中的重要作用。发现带隙的产生和闭合强烈依赖于Trampoline效应、几何参数以及磁场和预应力等因素。此外,Trampoline效应能够提高带隙宽度并且在更大的磁场范围内获得带隙。(4)实际中,磁致伸缩材料的力学性能不可避免的受磁滞效应的影响。因此,对于二维磁弹声子晶体研究了磁滞效应和磁-力耦合作用对弹性波带隙特性的影响。讨论了磁致伸缩材料系数随外加磁场变化的滞回现象,考察了由磁滞效应引起的两种磁场加载路径对能带结构的影响。发现磁场的加载路径和幅值以及预应力对带隙的产生和闭合有显着的影响。相比磁场下降路径,以磁场上升路径施加磁场可以获得更高频率的带隙。此外,不同于反平面z模式波,x-y面内波的带隙更多的集中在高频率区域。总之,本文研究了几类常见结构的磁电弹声子晶体的弹性波传播行为,探索了外加磁场、预应力和温度等因素对带隙特性的调节作用,同时进一步完善了多层磁电复合材料磁电效应的磁-力-电耦合理论模型。这为磁电弹复合材料在弹性波动和振动控制领域的应用提供了重要的理论指导,有助于新型磁电功能器件的结构设计和性能优化。(本文来源于《兰州大学》期刊2019-06-01）
王永强[8]（2019）在《Y型六角铁氧体螺旋磁序诱导的磁电耦合效应》一文中研究指出多铁性材料是一种同时具有铁电性、铁磁性和铁弹性的新型量子功能材料,实现电场(或磁场)对样品磁化(或电极化)的调控对开发下一代高效、节能的多功能器件具有重要的意义。然而,单相多铁性材料一直以来都面临着磁电耦合强度弱和磁电耦合温度低的弱点,极大的限制了磁电耦合器件的直接实际应用。寻找高转变温度、大磁电耦合性质的新材料一直是该领域的前沿和热点。近年来,人们在工业上大量应用的铁氧体中实现了室温的磁电耦合效应,这一发现为磁电耦合器件的应用带来希望,但目前报道的材料磁电耦合效应都比较弱,因而距离实际应用还有一定距离。本论文以Y-型六角铁氧体为研究对象,通过元素掺杂等手段,研究元素掺杂对磁电耦合效应的调控机制,为寻找新型的高温、高磁电耦合效应材料提供理论依据与思路。第一章介绍了过渡金属氧化物中铁电性和铁磁性之间的矛盾及其共存的机制,并从逆Dzyaloshinskii-Moriya(DM)相互作用出发,简要介绍了几种典型的螺旋磁序诱导的磁电耦合效应。第二章介绍了六角铁氧体的分类以及近年来磁电耦合效应在六角铁氧体中的发展历程。第叁章从正磁电耦合效应的测试原理出发,介绍了磁电耦合效应测试装置的搭建,以及实验数据处理的方法。第四章系统研究了Cr离子掺杂Ba0.5Sr1.5Zn2Fe12022(BSZFO)Y型六角铁氧体的磁电耦合效应。系统研究了磁化、介电常数和铁电极化随温度和磁场的变化关系,绘制了多晶样品的T-H相图。实验发现多晶样品最高可以在250 K实现磁电耦合效应,在75 K最大的磁电耦合系数可达1309 ps/m且在低温区磁场可以诱导铁电极化正负反转,实现了四态逆磁电耦合效应。对单晶样品,在10 K时磁场不仅可以诱导铁电极化正负反转,且最大正磁电耦合系数可高达2950 ps/m。这些结果表明,Cr离子掺杂可以有效的调控BSZFO的磁性基态,进而调控磁场诱导铁电极化的行为。第五章系统研究了尖晶石材料MnCr204单晶和双钙钛矿材料Sr2CeIrO6单晶的磁电耦合效应。实验发现在MnCr204的公度螺磁转变温度之下,磁场可以诱导铁电极化连续反转,而且铁电极化很稳定,不会随时间有明显的衰减。对Sr2CeIr06单晶,在不同方向都测到了铁电极化,但是没有明显的磁电耦合效应,其铁电性的起源还需大量的实验和理论的验证和分析。第六章利用Pulsed Laser Deposition(PLD)系统成功的生长了M型钡铁氧体BaFe10.35Sc1.6Mg0.05O19外延薄膜。并且意外的获得了表面具有六角岛状纳米颗粒的M型铁氧体薄膜。第七章对博士期间的工作进行简单的总结和展望。(本文来源于《中国科学技术大学》期刊2019-05-01）
韩建[9]（2019）在《层状磁电材料磁-力-热-电多场耦合特性及器件性能研究》一文中研究指出通过磁致伸缩材料以及压电材料组合制备而成的层状磁电复合材料,由于其在室温下的磁电转换能力强、制备简单、灵敏度高以及响应快等优点,受到了多个学科和领域的研究学者们的广泛关注。层状磁电复合材料是拥有广泛应用价值的新型先进功能材料,其在磁场/电流传感器、能量收集器、磁电微波器件、磁电存储以及新型天线等方面有着普遍的应用。近年来,国内外许多研究学者对磁电复合材料在实验、理论以及仿真方面进行了深入系统的研究。然而,之前大部分理论分析模型以及有限元模型不能很好的描述磁电复合材料在不同偏磁场、不同温度、不同预应力等复杂环境下的非线性磁电耦合效应。因此,提出一个能够准确描述磁电复合材料磁电效应并且充分考虑材料非线性特性的多物理场耦合有限元模型变得非常必要。另外,基于磁电材料的能量收集器在设计以及应用方面仍然有很多地方需要进一步深入研究,比如:如何提高能量收集器的能量收集性能,实现宽频多频以及对多场能量的收集。基于以上的研究背景,本文将进行以下的研究:首先,本文采用磁致伸缩材料的非线性本构方程和压电材料的线性本构方程,针对Terfenol-D/PZT/Terfenol-D和Ni/PZT/Ni两种层状磁电结构建立了非线性磁-力-热-电多场耦合有限元模型。分别计算了考虑耦合应力情形以及不考虑耦合应力情形下两种层状磁电结构的磁电系数。计算结果表明,在不同温度下两种层状磁电结构在低、中、高磁场下的磁电系数预测值都能与实验数据很好的吻合,考虑耦合应力情形下的磁电系数小于不考虑耦合应力情形下的磁电系数。耦合应力对Terfenol-D/PZT/Terfenol-D层状磁电结构的磁电系数影响很大,但对Ni/PZT/Ni层状磁电结构的磁电系数影响不大。此外,还详细研究了在不同温度和预应力条件下,层状磁电结构的磁通密度、位移和电压分布特性。研究表明,磁电系数对温度和预应力的敏感性可以分别通过对预应力和温度来调节,具体是提高温度可以降低磁电系数对预应力的敏感性,从而可以提高磁电器件在复杂环境下工作的稳定性。然后,为了提高能量收集器的能量收集效率,实现同时收集多场/多频的能量,本文设计了一种采用磁-力-电转换的机械/磁双能收集器。一般来说,机械振动和磁场在日常生活中是广泛同时存在的,比如:工业制造中普遍使用的大型电动机,由于转子转动产生的机械振动以及电机线圈产生的杂散磁场同时存在。然而,通常机械振动的频率和磁场的频率是不一样的。如何同时收集这些不同频率不同场的能量是一个非常重要的研究内容。研究结果表明单独收集机械能时一阶共振电压要比二阶共振电压大,单独收集磁能时二阶共振电压要比一阶共振电压大。所以通过利用悬臂梁结构的一阶和二阶共振模态分别收集机械能和磁能,实现了不同频率的机械/磁双能收集,还实现了能量收集效率的最大化。当机械能和磁能同时收集时电压有线性迭加效应,而两种激励同时作用下功率要大于两种激励单独作用时的迭加。以上研究结果可以为多场/多频能量收集器的设计以及应用提供一定的帮助。最后,本文针对悬臂梁磁-力-电能量收集器对其进行了系统的实验研究。重点研究交流磁场方向以及永磁体位置和个数对磁场能量收集器能量收集性能的影响,接着分析了影响磁场能量收集器能量收集性能的其它因素如:结构尺寸、基底材料等。此外,对悬臂梁能量收集器在其它方面的应用如:风扇转动能量的收集也展开了部分实验研究。实验研究结果表明可以通过对悬臂梁能量收集器进行一系列优化设计进而提高能量收集效率。总之,本论文通过对层状磁电复合结构进行数值分析,对层状磁电复合材料的非线性多场耦合磁电效应进行了完善和进一步的发展。同时构建机械能/磁能双能收集器的有限元分析模型,以及对悬臂梁能量收集器进行了实验研究。研究结果有望为基于磁电复合材料的功能器件在研发、设计、应用等方面给予一定的指导作用。(本文来源于《兰州大学》期刊2019-05-01）
潘祺[10]（2019）在《铁酸铋—钛酸钡陶瓷磁电耦合性能研究》一文中研究指出磁电耦合材料由于可以实现电磁信号之间的相互转换,所以在存储器、滤波器、传感器等领域有着广泛的应用。单相磁电耦合材料因为数目稀少、而且大部分使用温度低,磁电耦合响应微弱所以在实际应用中受到了很大的限制。人们逐渐将磁电耦合效应往复合材料方向发展。在近几年来的报导中有关复合材料高达数V/(cm·Oe)的磁电耦合响应屡见不鲜。但复合磁电耦合材料也有其自身的缺点,首先是复合材料中磁性相的分散状态对材料整体电学性能影响很大,尤其是对于颗粒复合材料,如果发生团聚会引起很大的漏电影响到磁电耦合响应。因此,制备分散均匀的复合材料是获得高磁电耦合响应的保证。再者,复合材料是以应变为媒介的电-磁耦合效应,两相界面的强度对磁电耦合响应有非常大的影响,而界面强度往往会随着使用时间的增长而衰减,所以维持复合磁电耦合材料性能的稳定是在实际应用中需要考虑的问题,从这方面考虑单相磁电耦合材料因为不存在两相界面,其性能要稳定很多。此外,传统的磁电耦合材料是基于压电响应和磁致伸缩响应的耦合,由于材料的压电响应受结构对称性限制,所以使用温度不能超过居里点,要想拓宽材料的使用温度只能选用具有高居里点的磁电耦合材料,这很大程度上限制了磁电耦合材料的选择。基于上述问题,本论文从(l-x)BiFeO3-xBaTiO3固溶体陶瓷出发,探讨了其自身的晶体结构、微观形貌和电、磁学性能随组分的变化。在此基础上,研究还原、缺铋和急冷等工艺对样品电、磁学性能和最终磁电耦合性能的影响。论文的主要内容可以分为六章,除去第六章的全文总结,每章内容概括如下:第一章主要从微观结构和电、磁学性质出发,介绍了单相磁电耦合材料中的BiFeO3、BiFeO3-BaTiO3、TbMnO3、Mn3B7O131和BaMnF4。接着介绍了常见的压电材料和磁致伸缩材料以及由这两相结合的颗粒、纤维和层状复合磁电耦合材料。然后介绍了挠曲电效应的产生机理、影响因素和测试方法。最后介绍了磁电耦合材料在存储器和滤波器中的应用。第二章主要介绍了固相法制备(1-x)BiFeO3-xBaTiO3陶瓷,以及其微观结构和物性随组分的变化趋势。通过分析样品的晶体结构、微观形貌、介电、铁电、压电以及铁磁性,探讨了准同型相界对固溶体电学性能的影响以及不同浓度的Ti4+取代Fe3+对固溶体铁磁性的影响。最后介绍了磁电耦合系数的测试设备和测试原理。第叁章主要介绍了一种基于挠曲电响应的磁电耦合效应。首先我们通过单面还原的方法显着提高了0.75BiFeO3-0.25BaTiO3陶瓷的表观挠曲电系数,还原10分钟的样品表观挠曲电系数可以达到157μC/m。同时我们发现还原能够提高固溶体的铁磁性,单面还原的方法在样品厚度方向引入了磁性梯度。在磁场作用下样品的不均匀磁致伸缩产生应变梯度,进而引发其对外的挠曲电响应。我们在圆片的弯曲谐振频率下观测到了磁电耦合系数的谐振峰,证明样品确实发生了弯曲振动。第四章主要介绍了一种通过非化学计量配比制备第二相均匀分散的0-3颗粒复合磁电耦合材料的方法。通过在制备0.75BiFeO3-0.25BaTiO3陶瓷过程中人为减少铋的含量,我们发现缺铋组分0.75Bi(1-x)FeO(3-1.5x)-0.25BaTiO3属于0-3复合材料,其中颗粒相为合成过程中析出的BaFe12019。由于BaFe12019为铁磁材料,随着缺铋程度的增加,复合材料的铁磁性也逐渐提高。缺铋对复合材料的压电性能影响很小,当x<0.12时,样品的压电系数在31～35pC/N之间波动,缺铋程度进一步增大时,因为样品整体漏电增大,导致压电系数开始下降。通过磁电耦合系数的测试,我们发现x=0.12的样品具有最大的磁电耦合系数,其在谐振峰值处可达到11 9mV/(cm·Oe)。第五章主要介绍了一种通过急冷工艺提高(1-x)BiFeO3-xBaTiO3陶瓷磁电耦合系数的方法。急冷后的样品压电系数得到了显着的提升,最大值出现在0.7BiFe03-0.3Ba TiO3组分,可达218 pC/N。此外,急冷对样品的铁磁性也有所提升。通过对急冷样品磁电耦合系数的测量,我们在单相0.75BiFeO3-0.25BaTiO3组分中测得了高达1.298 V/(cm·Oe)的磁电耦合系数。(本文来源于《中国科学技术大学》期刊2019-04-16）
磁电耦合论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
基于亚波长纳米单元(超原子)的超表面结构革新并极大丰富了光场调控技术,从理论上研究并设计具有独特性质和功能的超表面结构在光场调控研究中具有重要价值.利用极化率张量理论计算了对称和非对称金属-介质-金属(MDM)正叁棱柱超原子的诱导电响应、磁响应、磁电响应和电磁响应,设计出偏振无关的周期性MDM正叁棱柱超表面,分别通过时域有限差分(FDTD)仿真模拟和理论计算的方法得到MDM超表面的透射谱和反射谱,两者能符合得很好.并发现对称超表面结构的反射谱对入射光传播方向不敏感,而非对称超表面结构的反射谱在共振频率附近对入射光传播方向有依赖。研究结果对利用不对称超原子设计具有任意反射系数的超表面具有指导作用。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
磁电耦合论文参考文献
[1].田娅晖,彭怡,刘宇.BiFeO_3结构演变及其磁电耦合特性研究[J].科技风.2019
[2].倪赛健,王晗,王勇,鲁拥华,王沛.金属-介质-金属叁棱柱结构超表面中的磁电耦合[J].量子电子学报.2019
[3].周焱,李刚,唐明华.Co_2FeGa/BaTiO_3多铁隧道结中磁电耦合效应的第一性原理研究[J].湘潭大学学报(自然科学版).2019
[4].文建彪.磁电复合材料多场耦合有限元分析及器件设计[D].兰州大学.2019
[5].李刚,唐明华.应变对Fe/BaTiO_3多铁隧道结磁电耦合性能的影响[J].现代应用物理.2019
[6].史家兴.Fe-Ga薄膜及磁电耦合器件的研究[D].北京科技大学.2019
[7].张舜祖.磁电弹声子晶体的带隙特性及磁电耦合行为研究[D].兰州大学.2019
[8].王永强.Y型六角铁氧体螺旋磁序诱导的磁电耦合效应[D].中国科学技术大学.2019
[9].韩建.层状磁电材料磁-力-热-电多场耦合特性及器件性能研究[D].兰州大学.2019
[10].潘祺.铁酸铋—钛酸钡陶瓷磁电耦合性能研究[D].中国科学技术大学.2019
论文知识图
