ba0.8sr0.2tio3cofe2o4多鐵性層狀磁電材料制備與性能研究

1、分類號 分類號 學號 學號 D200977501學校代碼 學校代碼 1 0 4 8 7 密級 密級博士學位論文 博士學位論文Ba0.8Sr0.2TiO3/CoFe2O4 多鐵性層狀磁 多鐵性層狀磁電材料制備與性能研究 電材料制備與性能研究學位申請人 學位申請人： 饒 偉學 科 專 業(yè) 學 科 專 業(yè)：微電子學與固體電子學 微電子學與固體電子學指 導 教 師 指 導 教 師： 于 軍 教授 教授答 辯 日 期 答 辯 日 期： 2014

2、年 5 月 19 日I華 中 科 技 大 學 博 士 學 位 論 文摘 要多鐵性磁電材料不僅具有鐵電性和鐵磁性，同時還具有磁電耦合效應。磁電耦合效應是指外加磁場所引起的電極化，或外加電場所引起的磁化。這種磁場與電場相互轉換的特性使多鐵性磁電材料在信息存儲器、磁場傳感器、濾波器和移相器等方面具有很大的應用潛力。由于單相多鐵性磁電材料的磁電耦合效應較弱，目前多鐵 性 磁 電 復 合 材 料 已 經(jīng) 成 為 研 究 的 熱 點 。 本 文 采

3、 用 溶 膠 — 凝 膠 法 制 備Ba0.8Sr0.2TiO3/CoFe2O4 層 狀 磁 電 復 合 薄 膜 ， 用 溶 膠 — 凝 膠 + 分 步 燒 結 法 制 備Ba0.8Sr0.2TiO3/CoFe2O4 層狀磁電復合陶瓷，其主要研究內(nèi)容和結論如下所示：(1) 采用彈性理論結合熱力學方法， 研究了層狀多鐵性磁電復合結構的介電可調(diào)性。建立了 CoFe2O4/Ba0.8Sr0.2TiO3/CoFe2O4 三層結構模型，通過改變薄

4、膜厚度比和外磁場，研究對材料的相關性能進行調(diào)控的可行性。磁致伸縮應力通過界面調(diào)控Ba0.8Sr0.2TiO3 層的應力， 從而實現(xiàn)通過調(diào)節(jié)磁場來調(diào)節(jié)鐵電層的介電性能， 結合鐵木辛柯的彈性理論，引入 CoFe2O4 的磁致伸縮效應，并利用金茲堡朗道理論來計算了Ba0.8Sr0.2TiO3 的介電性能隨各層厚度及外加電場和溫度場的關系。（2）研究了溶膠—凝膠旋涂工藝制備 Ba0.8Sr0.2TiO3 鐵電薄膜和 CoFe2O4 鐵磁薄膜的相

5、關方法，對 Ba0.8Sr0.2TiO3 研究了前驅體溶液的配置、薄膜的勻膠、濕膜的熱處理等制備環(huán)節(jié)的工藝，重點研究了制備 Ba0.8Sr0.2TiO3 薄膜時溶劑的選擇，研究了檸檬酸和乙二醇添加量對 CoFe2O4 晶體結構及晶粒尺寸的影響。（3）研究了 Ba0.8Sr0.2TiO3/CoFe2O4 層狀復合薄膜的電學特性和磁學特性。隨著CoFe2O4 旋涂層數(shù)的增加，復合薄膜的鐵電性有所增大，漏電流略有降低，不同CoFe2O4 厚度