多鐵性復(fù)合薄膜的磁電效應(yīng)研究.pdf

1、多鐵性材料是指同時(shí)具有兩種及以上鐵性(如鐵電性、鐵磁性或鐵彈性等)的新型材料。利用多鐵性材料的這種特性耦合可以產(chǎn)生新的概念，這種功能極大地豐富了多鐵材料的物理內(nèi)涵。近年來，多鐵性磁電耦合材料如鐵電性-鐵磁性異質(zhì)結(jié)吸引了越來越多的關(guān)注及對其引發(fā)了大量的研究。由這種壓電材料和磁致伸縮材料復(fù)合而成的多鐵性磁電復(fù)合材料因?yàn)殍F電序和鐵磁序之間的耦合作用而具有良好的磁電耦合效應(yīng)，在聲吶探測器、自旋電子器件、傳感器和信息存儲器等高技術(shù)領(lǐng)域具有巨大的潛

2、在應(yīng)用前景。Pb(Zr0.52,Ti0.48)O3-La0.65Sr0.35MnO3是磁電復(fù)合薄膜中最為常用的一類復(fù)合材料體系。由于Pb(Zr0.52,Ti0.48)O3(PZT)的鐵電性能優(yōu)良、介電和壓電效應(yīng)強(qiáng)，而 La0.65Sr0.35MnO3(LSMO)在室溫下表現(xiàn)出高的磁化強(qiáng)度和大的磁致伸縮系數(shù)等特性，同時(shí)它們具有相似的空間點(diǎn)陣形式和晶格常數(shù)，所以兩者之間理論上具備了較強(qiáng)的耦合作用的前提條件。而同屬鈣鈦礦型結(jié)構(gòu)的Bi3.15N

3、d0.85TiO3(BNT)和La0.7Ca0.3MnO3(LCMO)系鐵電/鐵磁復(fù)合薄膜亦具有相似的特性。本論文先從制備高質(zhì)量的鐵電、鐵磁單層薄膜出發(fā)，研究了薄膜兩種不同的制備方法以及不同復(fù)合順序和不同復(fù)合比例所導(dǎo)致的復(fù)合薄膜性能的變化，為磁電材料理論上的耦合機(jī)理和實(shí)際應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。
　　首先，我們用脈沖激光沉積(PLD)法分別在生長有底電極 SrRuO3(SRO)的SrTiO3(STO)基片上制備出了PZT/LSMO/襯底(P

4、L)和LSMO/PZT/襯底(LP)兩種不同復(fù)合順序的多鐵性薄膜。通過 X-ray Diffraction(XRD)和 Scanning Electron Microscope(SEM)分析發(fā)現(xiàn)PZT和LSMO兩相并未發(fā)生明顯的鐵磁鐵電兩相分離。通過對復(fù)合薄膜電學(xué)和磁學(xué)性能的測試，結(jié)果表明復(fù)合薄膜具有較好的鐵電性和鐵磁性，并且室溫下存在較明顯的磁電耦合效應(yīng)。通過測試分析發(fā)現(xiàn)復(fù)合薄膜生長順序的不同會引起磁電性質(zhì)的不同，可能是因?yàn)橐r底的鉗制