磁电性能论文-秦晓凤,徐瑞成,王振华,陈刚,高荣礼

导读:本文包含了磁电性能论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:质量比,Mn0.5Zn0.5Fe2O4,PbZr0.52Ti0.48O3,复合陶瓷,微结构

磁电性能论文文献综述

秦晓凤,徐瑞成,王振华,陈刚,高荣礼^[1]（2019）在《锰锌铁氧体/锆钛酸铅复合陶瓷微结构及磁电性能研究》一文中研究指出采用共沉淀法和溶胶-凝胶法制备了Mn_(0.5)Zn_(0.5)Fe_2O_4/Pb Zr_(0.52)Ti_(0.48)O_3(MZFO/PZT)复合陶瓷,研究了MZFO/PZT质量比对复合陶瓷微结构及磁电性能的影响。通过XRD、SEM、EDS对复合陶瓷的相结构、表面微结构、成分进行表征,通过LCR数字电桥、铁电分析仪、振动样品磁强计对复合陶瓷的介电性、铁电性、磁性进行研究。结果表明:复合陶瓷中存在少量杂相(Fe_2O_3)。不同质量比的复合陶瓷其居里温度(T_C)略有不同,T_C介于327℃和361℃之间。复合陶瓷的磁化强度与质量比呈非单调的变化关系。由于具有较强的界面效应,质量比为1∶1.5的复合陶瓷具有最大的饱和磁化强度和剩余磁化强度,分别为2.2071 A·m~2/kg和0.0304 A·m~2/kg。施加磁场后复合陶瓷的极化强度明显减小,表现出负的磁电耦合系数。(本文来源于《电子元件与材料》期刊2019年08期）

尹亚玲^[2]（2019）在《CoFe_2O_4/P（VDF-TrFE）磁电复合材料性能研究》一文中研究指出多铁性复合材料特别是兼具铁电和铁磁性的磁电复合材料,其在室温下具有较高的磁电效应,因此在微电子器件领域有着十分广阔的应用前景。其中,柔性聚合物基磁电复合材料很好的中和了无机陶瓷与聚合物材料的优点,比如陶瓷的高压电与介电值,聚合物.的柔性以及高击穿场强等。本文采用具有高压电值(d31～20 pC/N)的聚(偏氟乙烯-叁氟乙烯)(P(VDF-TrFE))作为磁电复合材料的压电相,高饱和磁致伸缩系数的铁酸钴CoFe204(CFO)作为铁磁相,分别采用2-2型层状复合和0-3型核-壳结构颗粒复合两种不同的连通方式制备了P(VDF-TrFE)聚合物基磁电复合膜,利用XRD、SEM、铁电测试仪、宽频介电谱仪和VSM对复合膜的晶相、组成成分、显微结构、铁电性能、介电性能、铁磁性能和磁电性能进行了测试分析。取得研究成果如下:1)采用溶胶-凝胶法在Si衬底上旋涂制备了CFO薄膜,发现在旋涂9层,700℃的退火温度下,CFO薄膜具有较好的磁性能。将CFO薄膜与P(VDF-TrFE)复合,采用275 NMV/m电场极化后,P(VDF-TrFE)层表现出本征铁电体特征;此外,发现极化后的CFO/P(VDF-TrFE)薄膜的磁化强度增大,这是因为极化电场导致了薄膜磁各向异性的变化,说明薄膜中存在强磁电耦合。最后对复合薄膜的磁电电压系数(αE31)进行理论拟合,发现当界面耦合系数k为0.5时,可以得到508.5mV/cm·Oe的大的磁电耦合系数。2)以P(VDF-TrFE)为基体,分别添加纯CFO、CFO@BT和CFO@BT@PDA纳米颗粒,制备了叁种0-3型复合磁电薄膜。与添加纯CFO的薄膜相比,填充CFO@BT@PDA的薄膜表现出增强的介电、铁电与铁磁(FM)特性。尤其是CFO@BT@PDA/P(VDF-TrFE)薄膜,在低频(10-1Hz)下介电常数(εr)达到了85.7;在75MV/m的电场下,最大极化值(Pm)达到了49.5μC/c.m2;在5MV/m的电场下110℃油浴中极化30min,发现极化后复合薄膜饱和磁化值(Ms)由52.1emu/g增大到了61.7emu/g,从而说明了磁电复合膜具有强的磁电耦合效应。最后对CFO@BT/P(VDF-TrFE)复合膜的磁电电压系数通过非自洽理论(NSC)进行了显式计算,得出在CFO体积分数f为0.075时,αE33为150.58mV/cm·Oe。以上结果表明,无论是2-2型的CFO/P(VDF-TrFE)薄膜还是核壳结构的0-3型CFO@BT@PDA/P(VDF-TrFE)薄膜都具有较高的磁电电压系数,为多铁性复合膜作为存储和磁电传感器件提供了潜在的候选者;此外,这种核壳结构的柔性磁电膜也为今后研究高磁电效应的复合材料提供了一个很好的参考。(本文来源于《西安理工大学》期刊2019-06-30）

李刚,唐明华^[3]（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）

代清平^[4]（2019）在《无铅磁电复合薄膜的制备及性能研究》一文中研究指出多铁性磁电材料不仅同时具有铁电性和铁磁性,而且还具有磁电耦合效应,能实现磁场对电学性能调控和电场对磁学性能调控,在电子信息功能器件中有广阔的应用前景,引起了广泛关注。磁电复合材料在室温下表现出显着的磁电耦合效应,成为关注的焦点。相比于块体磁电复合材料,磁电复合薄膜与微电子器件的兼容性更好,以及有利于在原子尺度下去理解磁电效应,使得磁电复合薄膜成为磁电材料研究的热点。异质结构的磁电复合薄膜的研究仍处于初级阶段,高质量的异质结构磁电复合薄膜的生长控制仍是基础和关键。制备高质量的异质结构磁电复合薄膜仍是磁电材料研究的难点和热点。目前,高性能多铁性磁电复合薄膜主要为含铅的磁电复合体系,考虑到铅对环境的影响,寻找高质量的无铅磁电复合薄膜迫在眉睫。对于BaTiO_3(BTO)基无铅磁电复合材料的研究虽然起步较早,但对于高性能的BTO基磁电复合薄膜研究较少,特别是具有优异磁电耦合性能且具有较高居里温度的BTO基异质结构的磁电复合薄膜鲜有报道。本文以掺杂后的BTO基体系为铁电相,NiFe_2O_4(NFO)作为铁磁相,采用脉冲激光沉积法(PLD)制备高质量的2-2型层状异质结构磁电复合薄膜,构建环境友好型磁电复合薄膜材料。论文的主要研究工作和结果如下:1.成功制备了择优取向、性能优异的BTO基铁电薄膜。首先,在A和B位分别使用Ca~(2+)和Zr~(4+)对BTO进行替代掺杂,采用PLD在(001)-SRO/STO单晶基片上制备出Ba_(0.85)Ca_(0.15)Ti_(0.9)Zr_(0.1)O_3(BCZT)择优取向的层状异质结构无铅铁电薄膜。系统地研究了激光能量、溅射频率、沉积温度等沉积参数对BCZT薄膜性能的影响,优化了BCZT薄膜的生长工艺。BCZT薄膜表现出优异的电学性能,但居里温度较低。其次,采用Na_(0.5)Bi_(0.5)TiO_3(NBT)与BTO体系进行复合,制备了富BTO相的0.8BaTiO_3-0.2Na_(0.5)Bi_(0.5)TiO_3(0.8BT–0.2NBT)和0.65BaTiO_3-0.35Na_(0.5)Bi_(0.5)TiO_3(0.65BT–0.35NBT)铁电薄膜。两种薄膜均表现出优异的电学性能和较高的居里温度,特别是0.8BT–0.2NBT和0.65BT–0.35NBT的剩余极化强度分别达到P_r~32.4μC/cm~2和P_r~38.1μC/cm~2。引入NBT相是提高BTO基铁电材料的电学性能和居里温度的重要方式之一。2.研究了BTO基磁电复合薄膜的磁电性能。基于力学参数模型对BTO基层状复合薄膜的磁电效应进行理论计算研究,初步判断铁磁层和铁电层的体积接近相等时,磁电性能最好,为构建BTO基磁电复合薄膜提供了指导。然后,采用PLD制备了外延生长的2-2型NFO/BCZT异质结构复合薄膜。NFO/BCZT复合薄膜具有良好的铁电、压电、铁磁性能及优异的磁电耦合性能(α_E~93mV·cm~(─1)·Oe~(─1)),NFO/BCZT复合薄膜为设计新型多铁电子器件提供了一种选择。3.探索了BTO基磁电复合薄膜磁电性能增强和居里温度提高的机制。采用PLD在(001)-SRO/STO单晶基片上制备了具有高居里温度的NFO/0.8BT–0.2NBT无铅磁电复合薄膜。研究了NFO/BTO和NFO/0.8BT–0.2NBT磁电复合薄膜的结构、形貌、介电、铁电、压电、铁磁和磁电耦合性能。结果表明:(1)NFO/0.8BT–0.2NBT磁电复合薄膜的居里温度(T_c~232°C)明显高于NFO/BTO磁电复合薄膜的居里温度(T_c~120°C)。具有高居里温度的NBT(T_c~320°C)相的引入,使BTO基磁电复合薄膜的居里温度得到了显着的提高。(2)NFO/0.8BT–0.2NBT磁电复合薄膜的铁电、压电和磁电耦合性能都优于NFO/BTO复合薄膜。在BTO相中引入NBT相提高了BTO基铁电材料的铁电和压电性能,从而有效地增强了磁电耦合性能。4.研究了沉积顺序对BTO基2-2型层状磁电复合薄膜磁电性能的影响。采用PLD在(001)-SRO/STO单晶基片上制备了不同生长顺序的0.65BT–0.35NBT/NFO(以0.65BT–0.35NBT为顶层)和NFO/0.65BT–0.35NBT(以NFO为顶层)异质结构的无铅磁电复合薄膜,探索了铁磁相和铁电相不同的生长顺序对磁电性能影响的物理机制。研究结果表明:(1)0.65BT–0.35NBT/NFO和NFO/0.65BT–0.35NBT异质结构磁电复合薄膜均表现为沿c轴择优取向外延生长结构。两种异质结构的磁电复合薄膜均表现出良好的介电、铁电、铁磁性能,特别是优异的铁电性能(P_r~27.3μC/cm~2,P_r~31.8μC/cm~2)。(2)不同的生长顺序NFO有不同的晶格畸变,有较小NFO晶格畸变的NFO/0.65BT–0.35NBT薄膜的磁性矫顽场H_c显着低于0.65BT–0.35NBT/NFO薄膜的H_c,表明其磁畴更容易翻转。(3)不同的生长顺序对磁电耦合性能有明显的影响,NFO/0.65BT–0.35NBT异质结构的磁电耦合性能优于0.65BT–0.35NBT/NFO异质结构的磁电耦合性能,这是由于不同的生长顺序,NFO受到衬底约束作用不同的结果。(本文来源于《贵州大学》期刊2019-06-01）

田凤阁^[5]（2019）在《GaFeO_3基多铁纳米材料的制备及其磁、电性能研究》一文中研究指出多铁材料是同时具有(反)铁电、(反)铁磁、铁弹中两种及以上性质的多功能材料。多铁材料因其磁电耦合效应在微电子器件领域中具有广阔的应用前景。GaFeO_3(GFO)单相多铁材料具有室温铁电性及低于室温的亚铁磁性,可以通过改变Fe离子的含量使磁性转变温度达到室温及以上。纳米材料相比于普通的块体材料具有优异的磁性、光学及导热等特性,一维的纳米纤维具有比模量高、比表面积大、结构致密、缺陷数量少、材料韧性高等优点。对于多铁纳米薄膜,由于翻转纳米薄膜所需施加的电压较小,容易实现磁电耦合性能的表征。本论文采用溶胶-凝胶法制备GFO前驱体溶液,通过静电纺丝法制备得到Ga_xFe_(2-x)O_3纳米纤维,通过旋涂工艺制备得到一系列不同成分的Ga_xFe_(2-x)-x O_3薄膜以及Mg~(2+)掺杂的Ga_(0.6)Fe_(1.4)O_3薄膜。本论文的研究内容包括以下叁个方面:(1)溶胶-凝胶法结合静电纺丝法制备得到了叁种不同成分的Ga_xFe_(2-x)O_3(x=1.0、0.8、0.67)纳米纤维,并对其物相结构进行分析,对纳米纤维的磁性、铁电性及磁电耦合性能进行了表征。实验结果表明:GFO纳米纤维室温具有磁性,且随着Fe离子含量的增加,矫顽场强度及饱和磁化强度均逐渐增加,叁种成分纤维对应的磁性转变温度分别为305 K、364 K、403 K,均在室温以上;叁种纤维均具有明显的铁电性,且对于GaFeO_3纳米纤维,在PFM模式下对纤维施加面内磁场,观察到了纤维振幅的变化,初步结果观察到了纤维的磁电耦合现象。但这一实验结果也可能是磁场诱导致的形貌变化所引起的,磁电耦合结果还需进一步确认。(2)溶胶-凝胶法结合旋涂工艺制备得到了Ga_xFe_(2-x)O_3(x=1.0、0.8、0.67)薄膜,并对其磁性和电性能进行了初步测试。初步结果表明:GFO薄膜具有室温铁电性与弱磁性,但薄膜铁电性较弱,且具有较大的漏电流,在纳米薄膜上写畴很难实现电畴结构的翻转。(3)溶胶-凝胶法结合旋涂工艺制备得到了Mg~(2+)掺杂的Ga_(0.6)Fe_(1.4)O_3薄膜,并对GMFO薄膜的铁电性尤其是漏电性能进行了表征,初步结果表明:当x=0.05时,薄膜具有相对而言较好的铁电性,具有最小的漏电流,漏电流密度在10~(-1)-10~(-5) A/cm~2范围内,随着掺杂Mg~(2+)含量的继续增加,薄膜的漏电流密度逐渐变大。(本文来源于《湘潭大学》期刊2019-06-01）

郭建琴^[6]（2019）在《尖晶石铁氧体材料的制备及磁、电、气敏性能研究》一文中研究指出尖晶石铁氧体材料MFe_2O_4(M=Zn,Co,Ni等金属元素)是一种具有铁磁性的金属氧化物,其中M一般为二价的金属离子。MFe_2O_4铁氧体材料具有较好的磁性能和介电性能。在医疗诊断、微波吸收、磁存储器等领域具有广泛的应用。除此之外,铁氧体材料作为一种气敏材料具有较好的稳定性和气体选择性,进一步拓宽了铁氧体材料的应用范围。铁氧体材料虽然具有多功能的特点,但是铁氧体材料在一些应用领域仍然存在不足之处,如饱和磁矩偏低、介电常数的温度/频率稳定性不够好以及气敏性能的灵敏度较差等。研究发现,样品的掺杂和烧结条件的改变对铁氧体的微观结构有很大影响,进而会影响磁、电及气敏性能。因此,本文利用不同阳离子对MnFe_2O_4、NiFe_2O_4等铁氧体材料进行掺杂,优化设计样品的制备及烧结条件,对材料进行了改性,达到了改善其性能的目的,获得了一系列性能优异的铁氧体材料,主要的研究工作及成果如下:利用溶胶凝胶法成功制备了Mn_(1-x)Zn_xFe_2O_4(x=0.2-0.8)样品。X射线衍射仪(XRD)测试结果表明Mn_(1-x)Zn_xFe_2O_4形成了纯的尖晶石相。通过扫描电子显微镜(SEM)测试发现不同浓度的Zn~(2+)掺杂和不同的烧结温度对Mn_(1-x)Zn_xFe_2O_4的微观结构具有很大的影响;当烧结温度为1100~oC时,Mn_(0.6)Zn_(0.4)Fe_2O_4的平均晶粒尺寸大约为9.48μm。除此之外,通过对Mn_(1-x)Zn_xFe_2O_4样品的磁性能和介电性能的测试表明不论是Zn~(2+)掺杂浓度还是不同的烧结温度对于磁性能和电性能都有一定的影响,例如饱和磁矩和介电常数。当Mn_(0.6)Zn_(0.4)Fe_2O_4样品在1100~oC的条件下烧结8 h,样品得到了最大的饱和磁矩(M_s=77.30 emu/g),这些结果表明改变Zn~(2+)掺杂浓度和改变烧结温度对于Mn_(1-x)Zn_xFe_2O_4(x=0.2-0.8)样品的微观结构、磁性能以及电性能都有很大的影响。利用溶胶凝胶法制备了Cu_xNi_(1-x)Fe_2O_4样品的粉末,并且对Cu_xNi_(1-x)Fe_2O_4样品的微观结构、磁性能和介电性能进行了研究。通过XRD、SEM表征发现Cu~(2+)在Cu_xNi_(1-x)Fe_2O_4样品的晶体结构和晶粒分布上都起了重要作用。通过对Cu_xNi_(1-x)Fe_2O_4样品磁性能的测试表明Cu~(2+)的掺杂和烧结温度的改变对样品的饱和磁矩和剩磁、甚至是磁性材料的类型都有很显着的影响。Cu_(0.2)Ni_(0.8)Fe_2O_4在900~oC的条件下烧结时得到了最大的饱和磁矩M_s为34.61emu/g,剩磁M_r为17.85 emu/g,最小的矫顽力H_c为0.17 kOe。对于Cu_xNi_(1-x)Fe_2O_4样品,其介电性能具有很强的频率依赖性。随着Cu~(2+)的掺杂和烧结温度升高,样品的介电损耗的特征峰移动到更高的频率,上述结果表明Cu~(2+)的掺杂对NiFe_2O_4的微观结构和磁、电性能均有很大的影响。利用溶胶凝胶法制备了Ni_xCo_(1-x)Fe_2O_4和Mg_xZn_(1-x)Fe_2O_4铁氧体样品,对所制备的Ni_xCo_(1-x)Fe_2O_4和Mg_xZn_(1-x)Fe_2O_4铁氧体样品进行了晶体结构、表面形貌、磁性能和气敏性能分析,结果表明:通过对Ni_xCo_(1-x)Fe_2O_4样品的XRD、SEM表征发现Ni~(2+)离子在Ni_xCo_(1-x)Fe_2O_4样品的晶体结构和晶粒分布上都起了重要作用。磁性测试结果表明Ni~(2+)的掺杂和烧结温度的改变对样品的饱和磁矩和剩磁有很显着的影响。CoFe_2O_4在750~oC的条件下烧结时饱和磁矩M_s达到最大(139.73 emu/g),剩磁M_r(66.95 emu/g),矫顽力H_c(1185.59Oe)。气敏性能测试表明:Ni_(0.6)Co_(0.4)Fe_2O_4材料对乙醇气体具有较好的选择性,对乙醇气体的最佳工作温度为210~oC。在100 ppm乙醇气体、210~oC的工作温度下,样品的灵敏度达到3.38。通过对Mg_xZn_(1-x)Fe_2O_4样品的XRD、SEM表征发现Mg~(2+)离子在Mg_xZn_(1-x)Fe_2O_4样品的晶体结构和晶粒分布上都起了重要作用。通过对Mg_xZn_(1-x)Fe_2O_4样品磁性能的测试表明Mg~(2+)的掺杂和烧结温度的改变对样品的饱和磁矩和剩磁都有影响。Mg_(0.8)Zn_(0.2)Fe_2O_4样品在750~oC时具有最大的M_s(93.59 emu/g),M_r也达到了最大(23.36 emu/g),矫顽力H_c并没有随温度发生太大的变化。气敏性能测试表明:Mg_(0.8)Zn_(0.2)Fe_2O_4材料在230~oC工作温度下,气体的灵敏度在100 ppm的乙醇气体浓度下对乙醇气体的灵敏度为4.29。相比较乙醇气体而言,这种材料对丙酮气体有更好的选择性。(本文来源于《太原理工大学》期刊2019-06-01）

白洋^[7]（2019）在《稀土铬氧化物中的微观结构对磁、电性能的影响》一文中研究指出稀土铬氧化物以其新奇的物理特性逐渐被人们重视起来,由于该体系在太阳能电池、庞磁电阻、多铁性内存以及光敏传感器等领域有着广泛的应用前景,因此对该体系进行微观结构对其性能影响的探索,期待找到它们之间可能存在的内禀联系就非常有意义了。本文以稀土铬氧化物RCrO_3(R=La、Nd、Sm、Eu、Gd、Dy、Ho、Er、Yb、)为研究对象,从磁、介电以及磁介电这叁方面的基础物理特性入手,并结合多晶样品的微观形貌以及晶体结构对该体系样品进行系统的研究。本论文中的稀土RCrO_3多晶样品均采用传统固相法制备得到。使用X射线粉末衍射与场发射扫描电镜对该体系样品的晶体结构、微观形貌进行了表征,采用综合物性测试系统、精密阻抗分析仪以及高阻计等对该体系样品的磁、介电特性以及电阻等进行了测量分析。通过对整个体系样品的XRD数据进行精修,验证了晶胞参数b在IR=1.11?时存在着异常,并结合晶胞参数以及键长键角的变化,对该体系晶体结构畸变的过程有了一个较为清楚的认识,并认为当稀土离子半径达到IR=1.11?(Gd~(3+))时,整个晶胞的容忍度已经到达了极限。因此,此时继续缩小晶胞的体积无法维持原有的晶体结构。由于整个晶胞为适应进一步减小的趋势,因此八面体之间会趋向增大扭转,并且八面体内部的O_1-Cr-O_(21)也会开始逐步减小,最终导致八面体之间以及八面体内部都发生更大程度的畸变。有关该体系新奇的磁性能,我们认为FC模式下是否存在磁化反转现象是由Cr~(3+)倾角反铁磁的铁磁分量与R~(3+)的磁矩之间趋向于铁磁还是反铁磁决定,而这又与其拟合得到的内场H_I值的正负有关。而ZFC模式下出现的负磁化现象,是由于超导线圈残留的负的捕获场以及颗粒之间的相互作用导致的。对该体系样品的介电性能研究发现,其介电温谱曲线都出现了类似的介电弛豫现象。我们通过结合样品的微观形貌以及阻抗谱分析认为该体系样品存在着不同成份的贡献作用(晶粒、晶界),并且通过对EuCrO_3样品介电损耗随频率的变化速率数据分析认为,该体系出现的介电弛豫现象都是一种麦克斯韦-瓦格纳(M-W)弛豫。对于该体系存在的磁介电效应,我们通过结合电阻数据以及其低温下磁化强度的变化认为,低温下没有磁结构转变的样品(LaCrO_3、EuCrO_3、DyCrO_3、HoCrO_3、YbCrO_3)其出现磁介电效应的原因仅仅是由于样品内部某层电阻因磁场影响发生改变而引起的。而低温下存在着磁结构转变的样品(NdCrO_3、SmCrO_3、GdCrO_3、ErCrO_3)出现的磁介电效应不仅仅是上述原因导致,其中可能还存在着由磁结构诱导铁电相变而产生的本征的磁电耦合效应。(本文来源于《桂林电子科技大学》期刊2019-05-31）

杨茜^[8]（2019）在《钛酸钡铁电薄膜与钛酸钡-铁酸钴磁电薄膜的制备及性能研究》一文中研究指出随着当代科学技术的飞速进步,各种新材料和新技术对传统数据储存方式产生了巨大的影响,存储器件的设计和开发过程中,便于集成和功能多样是大势所趋。因此,研究同时表现出电极化和磁极化、并可完成磁与电互相调控的磁电耦合体系,成为数据储存技术持续发展的基础,该类体系将为新型多功能数据存储器件的设计制造开放更多空间,使多铁材料的实用范畴更广,因而具有重要的科学意义和应用前景。由于铁电性和铁磁性存在对称,以及二者的电子轨道填充原则在某种意义上互相制衡,自然界中单相磁电体系相对罕见,且在应用温度区间内的磁电耦合系数很小,这严重制约了磁电体系在微电子领域的应用,而人工复合磁电体系则可以容易的达到电磁极化同时存在的状态,与单相磁电体系相比在应用方面优势更显着。因此制备择优取向甚至外延的复合磁电薄膜,并在薄膜生长过程中对其进行相含量调整和应力调控,观察不同相含量薄膜中存在的多种应力对其微观结构的作用,同时探索结构对电学、磁学以及磁电耦合性能的作用,对复合磁电薄膜在基础研究和生产实用领域均会产生十分宝贵的价值。在实验研究方面,本文选用钛酸盐系钙钛矿铁电材料和铁酸盐系铁磁材料,利用多靶射频磁控(共)溅射技术沉积取向生长的多铁复合薄膜,研究薄膜中相分散性的演变规律,揭示其微观结构与电学、磁学和磁电耦合性能之间的影响关系。本文的具体研究内容如下:(1)采用不同的磁控溅射条件,在硅(Si)单晶基体上沉积单相BaTiO3铁电薄膜,探索实验参数对薄膜微观结构和电学性能的作用。实验证明,在Pt电极和BTO膜层间加入LNO缓冲层会使薄膜的介电频散性和铁电性增强;溅射气压的升高会使薄膜的择优生长取向度提高、介电常数和铁电极化强度增大;适当的沉积温度(如500℃)可得到介电频率稳定性好、铁电耐压性好的BTO薄膜;薄膜厚度增大会使低频介电常数、居里转变温度和理论充放电能量密度增大。同时在MgO单晶基体上制备单相CoFe2O4磁性薄膜,探索退火工艺对其铁磁性能的作用,发现后续退火处理会使CFO薄膜由铁磁各向异性转变为各向同性。(2)采用不同的磁控共溅射条件,在SrTi03单晶基体上制备BaTi03-CoFe2O4磁电复合薄膜,研究制备工艺对其微观结构的作用。结果发现,基体取向按(100)(110)(111)顺序变化时,复合薄膜的介电常数和饱和磁化强度减小,铁电性表现出各向异性;与基体间存在压应力的SRO底电极上复合薄膜的择优取向度较高,LSCO底电极上薄膜的介电频率稳定性最差,LNO底电极上的复合薄膜的铁电性最好;溅射气压的升高会使复合薄膜由多晶转变为择优生长,但介电常数减小、介电损耗峰向低频移动,且铁电极化强度和压电性均减弱;沉积温度的升高会使复合薄膜趋于形成多晶结构,其介电常数减小、铁电性能变好。(3)在前期优化制备工艺条件下,制备组分相含量不同的BTO-CFO磁电复合薄膜,研究不同的相分散程度对其结构性能的作用。由扫描探针显微镜分析发现,在CFO相含量较高的复合薄膜中,BTO相均匀的分布在CFO基体中,形成了自组装的微观纳米结构。这种纳米复合薄膜显示出了明显的“介电逾渗”现象,也就是说,该复合薄膜在较广的频率区间内存在较稳定的介电常数和被抑制的介电损耗。与之形成对比的是,在CFO相含量较少的复合薄膜中,CFO相不均匀的分散在相互微弱连接的BTO基体中,这一较差的分散性导致复合薄膜在低频下介电常数增大,并且随频率增大变化十分显着。两组复合薄膜不同的“介电逾渗”效应可由空间电荷极化与“微电容器”模型之间的对抗作用来解释,并且电滞回线和漏电密度也表现出与介电频谱相同的特征。同时,复合薄膜相分散程度对其磁滞回线和磁电耦合系数也有显着改变。(本文来源于《山东大学》期刊2019-05-20）

沈辉^[9]（2019）在《纳米基Bi_2Fe_4O_9的磁、电性能研究》一文中研究指出近年来,关于磁性(磁场/自旋)和电性能(电场/介电)之间耦合的研究越来越多,它不仅涉及到多铁材料中磁电耦合的起源,还涉及到磁性绝缘体中一个重要的性质:磁介电效应。具有磁介电效应的材料广泛地应用于可调谐器件、磁传感器和换能器等等,比如在可调谐器件中,材料的阻抗可通过外加磁场来调控。但是大部分磁性绝缘体室温下的磁介电响应都很小,或者磁相变温度较低,这都限制了材料应用。近年来研究发现,在叁元磁性氧化物材料体系,比如BiMn2O5、NdMn2O5和Bi2Fe4O9中,磁性元素形成特殊的五边形晶格结构,造成磁阻挫,此种材料具有一个巨大优势,磁有序与晶格强烈的耦合在一起,材料中存在强的磁电耦合效应。Bi2Fe4O9作为此类材料近来被广泛研究,单晶样品观察到了相变点处的介电异常,说明该材料中存在强的自旋晶格耦合;陶瓷样品的奈耳温度为250 K,接近室温,并且在室温还具有铁电性和磁介电效应。种种迹象都表明Bi2Fe4O9是一种性能优异的磁介电材料。另外,当尺寸到达纳米量级,Bi2Fe4O9同样会表现出优异的磁性能。因此,本论文主要研究Bi2Fe4O9纳米晶材料中优异的磁性和磁介电性能,分析其内部耦合机理,并且通过掺杂改性及与铁电材料复合来提高其磁介电性能。主要研究成果如下:1、研究了 300nm厚Bi2Fe4O9晶片的磁性和磁介电性能。磁性测量显示2 pm×2μm×300nm晶片的反铁磁奈耳温度在235 K,并且在10 K-310K温度区间存在弱铁磁性;施加磁场,出现大的磁介电效应(Δε/ε～13%,T=50 K,H=0.45 T);磁相变点附近存在明显的磁介电异常,随着磁场的增加,异常温度点向高温方向移动。通过对比叁种不同尺寸样品的结果,我们认为Bi2Fe4O9中的局域铁磁交换作用来源于Fe的变价,而磁介电效应的大小由反铁磁结构完整性和铁磁性强弱共同决定。本工作证实Bi2Fe4O9纳米晶材料具有大的磁介电效应,磁性和介电性能之间存在强烈的耦合,并且得到了相比于陶瓷更优异的磁介电耦合系数。2、研究了 Mn离子掺杂对反铁磁Bi2Fe4O9纳米晶磁电性能的影响(Bi2Fe4(1-x)Mn4xO9,x=0.00,0.02,0.04,0.06 和 0.10)。发现 Mn 离子掺杂的Bi2Fe409铁磁性变强,而反铁磁奈耳温度降低。随着掺杂量的增加,Mn离子首先(x=0.02)以叁价的形式掺杂在Fe2位,之后(x=0.04)以叁价的形式同时掺杂在Fe2位和Bi位,最后(x=0.06和x=0.10)以叁价和四价混合价态形式主要掺杂在Fe2位。其中x=0.04的样品磁介电效应最强(Δε/ε=-4.9%,T=220 K,H=0.6 T),并且大于相同条件下制备的纯Bi2Fe4O9纳米晶(x=0.00)样品的相应值(Δε/ε=-1.69%)。结合磁滞伸缩测量,我们认为在Mn掺杂的Bi2Fe4O9样品中,磁介电效应主要由与长程反铁磁序有关的自旋晶格耦合所主导。本工作表明,对Bi2Fe4O9纳米晶进行适量的Mn掺杂,在室温下可以获得具有更大的磁性和磁介电效应,使得该材料更有利于在电磁器件方面的应用。3、研究了反铁磁Bi2Fe4O9和铁电BaTiO3形成的纳米晶复合陶瓷的磁电性能。磁性测量显示750℃烧结的Bi2Fe4O9/BaTiO3纳米晶复合陶瓷在室温下具有很强的铁磁性,Ms～0.65emu/g;介电测量显示在200K附近存在一个与电极化子跳跃有关的弛豫过程,并且此弛豫受外加磁场的影响;磁介电效应在奈耳温度附近异常增强,而室温下Δε/ε=-2.49%(T=310K,H=0.4T),相比纯的Bi2Fe4O9纳米晶陶瓷有很大提高(Δε/ε=-0.03%)。分析认为,增强的磁介电效应主要来源于BaFe12019和磁致伸缩诱导的BaTiO3晶格畸变。该工作表明,纳米晶复合陶瓷是研制高性能磁电耦合材料的一个可能途径。(本文来源于《南京大学》期刊2019-05-01）

尹航^[10]（2019）在《有序合金FePt_(1-x)Rh_x薄膜的制备与磁电性能研究》一文中研究指出随着信息化时代的飞速发展,数据每天都在以几何指数增长。随着硬盘存储密度的提高,为克服超顺磁极限,垂直磁记录技术成功的替代了面内磁记录技术。与垂直磁记录相关的各种理论及实验研究为垂直磁记录的发展起到了积极的作用。本文介绍了一种以FePt合金以及FePt_(0.5)Rh_(0.5)合金薄膜为基础的多层复合薄膜材料,本文选取MgO(001)单晶基片作为衬底,采用磁控溅射法制备了FePt单层薄膜、FeRh单层薄膜、Fe_2Pt_(1-x)Rh_x单层薄膜以及FePt/FePt_(0.5)Rh_(0.5)双层薄膜并对其进行磁性研究和分析。获得主要结果如下:(1)分别以Pt、Cr/Pt合金以及Fe/Pt合金作为缓冲层在不同基片温度下生长FePt单层薄膜,研究了薄膜厚度以及有序度对磁性能的影响。结果表明随着基片温度的提升,其结构由A1无序相逐步转变为L1_0有序相。(001)取向的L1_0有序FePt薄膜表现为垂直磁各向异性,垂直方向为易轴。45 nm厚的L1_0有序FePt薄膜垂直方向的矫顽力为4.7 kOe,随着薄膜厚度增加,矫顽力逐渐降低,在厚度为135 nm时垂直方向的矫顽力为0.74 kOe。(2)以Pt作为缓冲层在不同基片温度以及退火温度生长FeRh单层薄膜,研究了不同基片温度和退火温度对B2相FeRh有序度和磁性的影响。结果表明基片温度600℃生长随后原位700℃真空退火的FeRh单层薄膜可得到质量优良的B2相FeRh薄膜,其在室温下为反铁磁(AFM)相,升温可以使其转变为铁磁(FM)相,并且可通过改变基片温度和退火温度来调节其相变温度在360-400 K之间变化。其在发生磁相变的同时也伴随着电阻率的相变。通过测试我们确认FeRh也是一种具备各向异性磁电阻效应的反铁磁材料。(3)以Pt作为缓冲层在不同基片温度下生长FePt_(1-x)Rh_x单层薄膜以及FePt/FePt_(0.5)Rh_(0.5)双层薄膜。基片温度700℃生长的FePt_(1-x)Rh_x单层薄膜(0≤x≤0.5)表现为L1_0有序相。其中FePt_(0.5)Rh_(0.5)薄膜在室温下为反铁磁相,其在室温以下存在(1/2 1/2 1/2)和(0 0 1/2)两种反铁磁排列,两种反铁磁相之间的转变温度在276K左右。在700℃生长FePt层随后降温至600℃制备FePt_(0.5)Rh_(0.5)层得到了质量优良的FePt/FePt_(0.5)Rh_(0.5)双层薄膜。它是一种铁磁-反铁磁异质结,其偏置场在低温升至室温过程中呈降低趋势,并且反铁磁层的有序度越高低温时的偏置场也越大。(本文来源于《武汉科技大学》期刊2019-05-01）

磁电性能论文开题报告

（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：

多铁性复合材料特别是兼具铁电和铁磁性的磁电复合材料,其在室温下具有较高的磁电效应,因此在微电子器件领域有着十分广阔的应用前景。其中,柔性聚合物基磁电复合材料很好的中和了无机陶瓷与聚合物材料的优点,比如陶瓷的高压电与介电值,聚合物.的柔性以及高击穿场强等。本文采用具有高压电值(d31～20 pC/N)的聚(偏氟乙烯-叁氟乙烯)(P(VDF-TrFE))作为磁电复合材料的压电相,高饱和磁致伸缩系数的铁酸钴CoFe204(CFO)作为铁磁相,分别采用2-2型层状复合和0-3型核-壳结构颗粒复合两种不同的连通方式制备了P(VDF-TrFE)聚合物基磁电复合膜,利用XRD、SEM、铁电测试仪、宽频介电谱仪和VSM对复合膜的晶相、组成成分、显微结构、铁电性能、介电性能、铁磁性能和磁电性能进行了测试分析。取得研究成果如下:1)采用溶胶-凝胶法在Si衬底上旋涂制备了CFO薄膜,发现在旋涂9层,700℃的退火温度下,CFO薄膜具有较好的磁性能。将CFO薄膜与P(VDF-TrFE)复合,采用275 NMV/m电场极化后,P(VDF-TrFE)层表现出本征铁电体特征;此外,发现极化后的CFO/P(VDF-TrFE)薄膜的磁化强度增大,这是因为极化电场导致了薄膜磁各向异性的变化,说明薄膜中存在强磁电耦合。最后对复合薄膜的磁电电压系数(αE31)进行理论拟合,发现当界面耦合系数k为0.5时,可以得到508.5mV/cm·Oe的大的磁电耦合系数。2)以P(VDF-TrFE)为基体,分别添加纯CFO、CFO@BT和CFO@BT@PDA纳米颗粒,制备了叁种0-3型复合磁电薄膜。与添加纯CFO的薄膜相比,填充CFO@BT@PDA的薄膜表现出增强的介电、铁电与铁磁(FM)特性。尤其是CFO@BT@PDA/P(VDF-TrFE)薄膜,在低频(10-1Hz)下介电常数(εr)达到了85.7;在75MV/m的电场下,最大极化值(Pm)达到了49.5μC/c.m2;在5MV/m的电场下110℃油浴中极化30min,发现极化后复合薄膜饱和磁化值(Ms)由52.1emu/g增大到了61.7emu/g,从而说明了磁电复合膜具有强的磁电耦合效应。最后对CFO@BT/P(VDF-TrFE)复合膜的磁电电压系数通过非自洽理论(NSC)进行了显式计算,得出在CFO体积分数f为0.075时,αE33为150.58mV/cm·Oe。以上结果表明,无论是2-2型的CFO/P(VDF-TrFE)薄膜还是核壳结构的0-3型CFO@BT@PDA/P(VDF-TrFE)薄膜都具有较高的磁电电压系数,为多铁性复合膜作为存储和磁电传感器件提供了潜在的候选者;此外,这种核壳结构的柔性磁电膜也为今后研究高磁电效应的复合材料提供了一个很好的参考。

（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。

磁电性能论文参考文献

[1].秦晓凤,徐瑞成,王振华,陈刚,高荣礼.锰锌铁氧体/锆钛酸铅复合陶瓷微结构及磁电性能研究[J].电子元件与材料.2019

[2].尹亚玲.CoFe_2O_4/P（VDF-TrFE）磁电复合材料性能研究[D].西安理工大学.2019

[3].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

[4].代清平.无铅磁电复合薄膜的制备及性能研究[D].贵州大学.2019

[5].田凤阁.GaFeO_3基多铁纳米材料的制备及其磁、电性能研究[D].湘潭大学.2019

[6].郭建琴.尖晶石铁氧体材料的制备及磁、电、气敏性能研究[D].太原理工大学.2019

[7].白洋.稀土铬氧化物中的微观结构对磁、电性能的影响[D].桂林电子科技大学.2019

[8].杨茜.钛酸钡铁电薄膜与钛酸钡-铁酸钴磁电薄膜的制备及性能研究[D].山东大学.2019

[9].沈辉.纳米基Bi_2Fe_4O_9的磁、电性能研究[D].南京大学.2019

[10].尹航.有序合金FePt_(1-x)Rh_x薄膜的制备与磁电性能研究[D].武汉科技大学.2019

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