鈷鐵氧體及其磁電復(fù)合薄膜的應(yīng)力與性能研究.pdf

1、分類號 密級 UDC注 1 學(xué) 位 論 文 鈷鐵氧體及其磁電復(fù)合薄膜的應(yīng)力與性能研究 （題名和副題名） 施 科 （作者姓名） 指導(dǎo)教師姓名 何泓材 副教授 電子科技大學(xué) 成 都 （職務(wù)、職稱

2、、學(xué)位、單位名稱及地址） 申請專業(yè)學(xué)位級別 碩士 專業(yè)名稱 材料科學(xué)與工程 論文提交日期 2012.03 論文答辯日期 2012.05 學(xué)位授予單位和日期 電子科技大學(xué) 答辯委員會主席 評閱人

3、 2012 年 月 日 注 1：注明《國際十進(jìn)分類法 UDC》的類號。 摘 要 I 摘 要 薄膜制備技術(shù)的不斷發(fā)展，使得制備高質(zhì)量薄膜與復(fù)雜結(jié)構(gòu)的微器件成為可能。多鐵性磁電材料同時具有鐵電性、鐵磁性和磁電效應(yīng)等多種性能，其多種有序參數(shù)共存使得新功能新器件的設(shè)計變得可能。磁和電有序之間存在的交叉耦合，使得能夠利用磁場控制鐵電極化，相反地可以利用電場操控磁極化，因而使得多鐵性磁電材料具有很大的潛在應(yīng)用價值。近年來，隨著

4、人們對多鐵性磁電薄膜材料研究的深入，使得多鐵性磁電材料極有可能應(yīng)用于新型的存儲器以及磁傳感器等領(lǐng)域。 利用溶膠-凝膠法制備的薄膜中普遍存在殘余應(yīng)力。 從退火溫度冷卻到室溫時，熱失配會導(dǎo)致薄膜產(chǎn)生熱應(yīng)力。當(dāng)應(yīng)力過大時，甚至有可能使得薄膜表面出現(xiàn)裂紋，從而對薄膜的性能造成嚴(yán)重的影響。利用拉曼光譜和有限元分析了單相鈷鐵氧體(CoFe2O4,CFO)薄膜以及 CoFe2O4/Pb(Zr0.52Ti0.48)O3(CFO/PZT)復(fù)合薄膜結(jié)構(gòu)中的

5、應(yīng)力狀態(tài)。退火溫度為 700 ° C 時，單相 CFO 薄膜受到壓應(yīng)力約為 1.77 GPa; CFO/PZT 復(fù)合薄膜中 CFO 層受到的壓應(yīng)力約為 1.9 GPa，而 PZT 層受到的熱應(yīng)力約為 0.25 GPa。 由于 CFO 具有很大的磁滯伸縮效應(yīng)且 PZT 具有很大的壓電效應(yīng)， 因而由鈷鐵氧體和鋯鈦酸鉛構(gòu)成的多鐵性層狀復(fù)合薄膜 CFO/PZT 具有很大的磁電效應(yīng)。本文首先利用溶膠-凝膠法，研究了不同熱解溫度、退火溫度