Магниторезистивный и магнитоэлектрический эффекты в нано- и микрогетерогенных композитах Ni - PZT и TDF - PZT

• Автор: Граби Зухаир Хуссейн Джавад
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 128 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.3. Магниторезистивный эффект в гомогенных средах

1.2. Магниторезистивный эффект в гранулированных системах

1.3. Модели туннельного магнитосопротивления

1.3.1. Качественная модель туннельного

Магнитосопроти вления

1.3.2. Количественные модели туннельного магнитосопротивления

1.4. Магнитоэлектрический эффект в композитах

1.5. Теоретическое описание магнитоэлектрического эффекта

1.5.1. Моделирование смесевых керамических композитов
1.5.2. Моделирование слоистых керамических соединений
1.6. Заключение по обзору литературы и постановка задач Исследования
1.6.1. Наногетерогенные структуры
1.6.2. Объемные керамические композиты
ГЛАВА 2. МЕТОДИКИ ЭКСПЕРИМЕНТА И ИЗГОТОВЛЕНИЕ
ОБРАЗЦОВ
2.1. Получение образцов и методы их
2.1.1. Тонкопленочные наногетерогенные композиты
(х)№ - (1-х)РЬ(2го.5зТ1о.47)Оз
2.1.2. Двухслойные керамические композиты (х)ТЬо,|гЕ)уо,2Тео.б8 ~ (1 -х)РЬ(Хго,5зТ1о,47)Оз
2.2. Методики измерения физических свойств композитов
2.2.1. Методика измерения магнитосопротивления и
электрического сопротивления

2.2.2. Методика измерения намагниченности
2.2.3. Методика измерения прямого магнитоэлектрического Отклика
2.2.4. Методика измерения обратного магнитоэлектрического Отклика
ГЛАВА 3. ТРАНСПОРТНЫЕ СВОЙСТВА НАНОКОМПОЗИТОВ
(х) № - (1-х) РЬЩго.ззТіоЩОз
3.1. Определение порога перколяции в нанокомпозитах
3.2. Изучение механизмов электропроводности в нанокомпозитах
(х) № - (1-х) РЬ(Хг0.53Тіо.47)Оз при разных температурах
ГЛАВА 4. МАГНИТОРЕЗИСТИВНЫЙ ЭФФЕКТ В НАНОКОМПОЗИТАХ (X) № - (1 -X) РЬ(/.Г.,<;1Т:.4ЭОз
4.1. Влияние магнитного поля на величину магнитосопротивления
4.2. Влияние состава композита на величину Магнитосопротивления
4.3. Влияние температуры на величину магнитосопротивления
ГЛАВА 5. МАГНИТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ОТКЛИК В СЛОИСТЫХ
КОМПОЗИТАХ (х)ТЬо.,20уо.2Тео,б8 - (1-х)РЬ(7л-0.5зТІ0.47)Оз.
5.1. Исследование прямого магнитоэлектрического эффекта при
разных условиях проведения эксперимента
5.1.1. Зависимости а3, от частоты измерительного магнитного поля и определение типа резонансных колебаний композитных образцов
5.1.2. Зависимости а3і от толщины слоя ТЬо.|2Оуо.2Ее0.
5.1.3. Зависимости а31 от напряженности постоянного магнитного поля
5.1.4. Зависимости а31 от температуры
5.2. Исследование обратного магнитоэлектрического эффекта при разных условиях проведения эксперимента
5.2.1. Зависимости ав от частоты электрического поля и определение типа резонансных колебаний композитных образцов
5.2.2. Зависимости ав от толщины слоя ТЬолзОуодЬео^
5.2.3. Зависимости ав от напряженности переменного электрического поля и напряженности постоянного магнитного поля
5.2.4. Зависимости ав от среднего размера гранул
ТЬо, 1 лОу 0.2^ ^0.
5.2.5. Зависимости ав от температуры
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
1.5.1. Моделирование смесевых керамических композитов
Чтобы решить материальное уравнение (1.17) для МЭ композитов был развит метод функций Грина [86,126], описывающий эффективные свойства композитов в рамках усредненных полей. Все эффективные свойства композитов могут быть получены на основе этого подхода. Среди эффективных МЭ коэффициентов был получен тензор а. * композитов как
а =((е’ -е)Т':')(тззу' =({q'-q)T'2)(T22Y', (1.18)
где угловые скобки обозначают микроструктурное усреднение; е* и (/* являются, соответственно, эффективными пьезоэлектрическим и пьезомагнитным коэффициентами композитов. Здесь Ttj - так называемые тензоры ^-матрицы [86]. Развитая теория формально является прямой и универсальной.
В качестве примера сначала рассмотрим композит типа 1 -3 (рис. 1.4) с пьезоэлектрическими (или магнитными) стержнями, распложенными в магнитной (или пьезоэлектрической) матрице. Пусть пьезоэлектрическая фаза поляризована вдоль оси х3 композита. Таким образом, композит имеет симметрию comm, где символ со относится к оси х3. Магнитное поле также направлено вдоль оси симметрии х3. В предельном случае, когда аспектное отношение р для стержней достигает бесконечности, уравнение (1.18) дает следующее простое выражение для МЭ коэффициента вдоль оси симметрии х3:
О-Л^Г. 0-19)
к + m 1 к + m
где/- объемная доля магнитной фазы; к = (сц+С|2)/2 и т = (сц - с!2)/2 - соответственно, поперечный объемный модуль в плоскости и поперечный модуль сдвига (индексы тир обозначают магнитную и пьезоэлектрическую фазы; индекс 0 обозначает гомогенную эталонную среду); д3] и е31 - соответственно пьезомагнитный и пьезоэлектрический коэффициенты. Различные приближенные решения могут быть легко получены из общего решения (1.19) в зависимости от выбора, сделанного для т° гомогенной эталонной среды. Ин-