无铅磁电复合薄膜的制备研究

发布时间：2017-08-22 11:01

  本文关键词：无铅磁电复合薄膜的制备研究

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【摘要】：多铁性磁电复合材料是集铁电性与铁磁性于一体的材料,它不仅具有单一的铁电性或者铁磁性,同时由于铁电性和铁磁性的耦合作用会产生磁电耦合效应,这种性能极大地丰富了多铁性材料的物理内涵。近几年来,多铁性磁电复合材料吸引了更多的研究学者的关注并引发了对此类材料的广泛研究。因此,多铁性磁电复合材料在磁传感器、信息存储器以及磁电双重调节的微波器件等众多领域中有着更为广阔的应用前景。本论文主要是先通过传统的高温固相反应法制备了高致密度的SrRuO_3(SRO)、Ba_(0.85)Ca_(0.15)Ti_(0.9)Zr_(0.1)O_3(BCTZ)和NiFe_2O_4(NFO)陶瓷靶材,之后利用脉冲激光沉积(PLD)法分别制备了BCTZ/SRO和NFO单层薄膜,探究制备单层铁电薄膜和铁磁薄膜的最优工艺,为后续制备磁电复合薄膜打下基础,之后对复合薄膜的微观结构和性能进行了系统研究。具体研究内容如下:1.SRO、BCTZ和NFO陶瓷靶材的制备及结构表征我们利用传统的高温固相反应法分别制备高致密度的SRO、BCTZ和NFO陶瓷靶材。通过X-ray Diffraction(XRD)对陶瓷靶材的物相结构进行分析,发现所制备的陶瓷靶材的晶向与标准卡片一致,没有杂相产生。2.BCTZ单层薄膜的制备及结构和铁电性能的表征用PLD法在生长有底电极SRO的SrTiO_3(STO)(100)基片上制备BCTZ薄膜。通过对BCTZ薄膜的微观结构和铁电性能进行测试和分析,得出制备铁电层的最优工艺参数。3.NFO单层薄膜的制备及结构和铁磁性能的表征用PLD法在STO(100)基片上制备NFO薄膜。通过对NFO薄膜的微观结构和铁磁性能进行测试和分析,得出制备铁磁层的最优工艺参数。4.BCTZ/NFO磁电复合薄膜的制备及结构、铁电和铁磁性能的表征用PLD法制备出2-2型磁电复合薄膜,通过对复合薄膜的电学和磁学性能的测试,表明复合薄膜具有较好的铁电性和铁磁性。
【关键词】：多铁性磁电复合薄膜 高温固相反应法 脉冲激光沉积法(PLD) 磁电耦合效应
【学位授予单位】：贵州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TB33;TB383.2
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-8
• 第1章 绪论8-19
• 1.1 多铁性材料的研究背景8
• 1.2 多铁性材料及磁电耦合效应8-13
• 1.2.1 单相磁电材料9-10
• 1.2.2 复合磁电材料10-11
• 1.2.3 磁电耦合效应11-13
• 1.3 磁电复合薄膜的制备方法与模型13-17
• 1.3.1 0-3 型磁电复合模型15-16
• 1.3.2 1-3 型磁电复合模型16
• 1.3.3 2-2 型磁电复合模型16
• 1.3.4 磁电复合薄膜目前存在的问题16-17
• 1.4 本论文的选题及研究内容17-19
• 第2章 实验方法及表征技术19-33
• 2.1 实验方法及原理19-23
• 2.1.1 高温固相反应法19-20
• 2.1.2 脉冲激光沉积法20-23
• 2.2 结构表征23-28
• 2.2.1 X射线衍射23-25
• 2.2.2 台阶仪25-26
• 2.2.3 原子力显微镜26-28
• 2.3 性能测试28-32
• 2.3.1 铁电性能测试28-29
• 2.3.2 铁磁性能测试29-30
• 2.3.3 磁电效应测试原理30-32
• 2.4 本章小结32-33
• 第3章 SrRuO_3、Ba_(0.85)Ca_(0.15)Ti_(0.9)Zr_(0.1)O_3和NiFe_2O_4陶瓷靶材的制备33-39
• 3.1 SrRuO_3陶瓷靶材的制备33-34
• 3.2 Ba_(0.85)Ca_(0.15)Ti_(0.9)Zr_(0.1)O_3陶瓷靶材的制备34-36
• 3.3 NiFe_2O_4陶瓷靶材的制备36-37
• 3.4 本章小结37-39
• 第4章 SRO、BCTZ和NFO单层薄膜的制备及表征39-54
• 4.1 SRO铁电薄膜的制备39-41
• 4.1.1 SRO材料概述39
• 4.1.2 SRO底电极薄膜的制备39-41
• 4.2 BCTZ铁电薄膜的制备41-49
• 4.2.1 BCTZ铁电材料概述41-42
• 4.2.2 BCTZ铁电薄膜的制备42
• 4.2.3 BCTZ铁电薄膜的性能表征42-49
• 4.3 NFO铁磁薄膜的制备49-52
• 4.3.1 NFO铁磁材料概述49
• 4.3.2 NFO铁磁薄膜的制备49-50
• 4.3.3 NFO铁磁薄膜的性能表征50-52
• 4.4 本章小结52-54
• 第5章 NFO/BCTZ/SRO磁电复合薄膜的制备及表征54-62
• 5.1 磁电复合薄膜的制备54-56
• 5.2 磁电复合薄膜的性能表征56-61
• 5.2.1 复合薄膜的微观结构和表面形貌56-57
• 5.2.2 复合薄膜的铁电性能57-58
• 5.2.3 复合薄膜的铁磁性能58-59
• 5.2.4 复合薄膜的磁电性能理论分析59-61
• 5.3 本章小结61-62
• 第6章 结论与展望62-64
• 6.1 研究结论62-63
• 6.2 下一步开展的工作63-64
• 致谢64-65
• 参考文献65-69
• 附录：发表论文及参加课题69-70

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4 司e，

本文编号：718725