Магнитоэлектрический эффект в слоистых композитах ферромагнетик - цирконат-титанат свинца

• Автор: Григорьев, Евгений Сергеевич
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 127 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

ГЛАВА 1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1 Магнитоэлектрический эффект в кристаллах

1.2 Магнитоэлектрический эффект в композитах

1.3 Теории магнитоэлектрического эффекта

1.4 Эффективность прямого магнитоэлектрического преобразования в композитах

1.5 Эффективность обратного магнитоэлектрического преобразования в композитах

ГЛАВА 2 МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА И СОЗДАНИЕ ОБРАЗЦОВ

2.1 Получение и аттестация образцов

2.1.1 Двухслойные композиты

ТЬо,120уо,2Ее0(68 - РЬ^Го,5зТ1о,47)Оз
2.1.2 Трёхслойные композиты
Еео^бСОо^з^Год РЬ(гГ0,5зТ{0>47)Оз — FeoI45COoJ45Zroд
2.2 Методики измерения физических свойств слоевых композитов
2.2.1 Измерение прямого магнитоэлектрического эффекта
2.2.2 Измерение обратного магнитоэлектрического эффекта
2.2.3 Методика измерения намагниченности
2.2.4 Методика измерения пьезоэлектрического модуля
ГЛАВА 3 ВЛИЯНИЕ ЧАСТОТЫ МЕХАНИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ И ПОДМАГНИЧИВАЮЩЕГО ПОЛЯ НА МАГНИТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ В СЛОЕВЫХ КОМПОЗИТАХ
3.1 Прямой магнитоэлектрический эффект в двухслойных композитах ТЬодгОуодГео^ - РЬ(2г0,5зТ10,47)6)3
3.2 Обратный магнитоэлектрический эффект в двухслойных композитах ТЬо,12Нуо,2Гео,б8 - РЬ(2г0,53Т1о,47)Оз

3.3 Прямой магнитоэлектрический эффект в трёхслойных
композитах Рео^Соо^Го,, - РЬ(гг0,5зТ1о,47)Оз - Рео^Соо^Гоа
ГЛАВА 4 ВЛИЯНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ НА МАГНИТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЭФФЕКТЫ В КОМПОЗИТАХ
4.1 Прямой магнитоэлектрический эффект в двухслойных композитах ТЬ0,120уо,2ре0>68 - РЬ(гГ0,5зТ10.47)Оз
4.2 Обратный магнитоэлектрический эффект в двухслойных композитах ТЬ0>12Е)уо,2рео,б8 - РЬ(гг0,5зТ10,47)Оз
4.3 Прямой магнитоэлектрический эффект в трёхслойных композитах Рео,45СОо,452г0,1 - РЬ(2Го,5зТ1о,47)Оз - Гео145СОо1452Го>1
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы. Качественное развитие электроники требует разработки и создания новых материалов, обладающих комплексом уникальных физических свойств. К таким материалам можно отнести мультиферроичные композиты на основе ферромагнетиков и пьезоэлектриков благодаря существованию в них магнитоэлектрического (МЭ) эффекта, который заключается в возникновении макроскопической намагниченности, индуцированной электрическим полем, или поляризации, индуцированной магнитным полем. Хотя МЭ тематика не является новой - первый магнетоэлектрик Сг203 был изучен ещё в 1959 году Д. Н. Астровым [1] - интенсивное развитие данного направления исследований получило лишь в 2000-х годах [2]. Проведённые к настоящему времени исследования МЭ эффекта в магнето-электриках демонстрируют реальные возможности его практического применения в различных устройствах микро- и наноэлектроники: наиболее перспективными являются МЭ датчики переменного магнитного поля, МЭ трансформаторы напряжения, МЭ память.
В последнее время активно исследуются слоевые МЭ структуры, достоинством которых являются высокая степень поляризации пьезоэлектрической компоненты и малые токи утечки, так как пьезоэлектрическая компонента с высоким удельным электрическим сопротивлением изолирована от магнитострикционной компоненты с более высокой проводимостью. Вследствие этого слоевые МЭ композиты в отличие от смесевых МЭ композитов, для которых характерно взаимное легирование компонентов во время их высокотемпературного спекания, обладают лучшей эффективностью МЭ взаимодействия.
Поскольку МЭ эффект обусловлен цепочкой связей магнитострикция — упругая деформация - пьезоэффект, а величины магнитострикции магнитного материала и пьезоэффект в пьезоэлектрике зависят от температуры, частоты и напряжённости магнитного и электрического полей, геометрии и

, мВ/(см'Э)

8, градус

Рисунок 1.7 — Зависимость аЕ от угла 5 для смесевого композита 0,7 РЬ2го53’По,4703 - 0,3 Мпо^По^РегС^ при комнатной температуре
300 -----------------1----------------1--1
200 - / «зі
100 - І Ч* ,

0 --ХХ-ЖЖЖЖІЛ
*••0 к* * *
в *100 - А А
г А
-200 - 33 ^
-300 --------1-------1-------------------1
-3000 -2000 -1000 0 1 000 2000 3
н=, э
I г і і -иу / Ч*- і ^ # ••
******* а • ж * • • ш К* 1 * - * ; «зз і —і . 1— — I
Рисунок 1.8 — Зависимости а3| и а33 от Н= для многослойных
композитов Р'/Л - Со() (1/гМ() ,іРс20 при комнатной температуре