偏置磁场方向诱导的各向异性磁电响应及相移效应研究

发布时间：2020-12-30 05:42

　　研究偏置磁场诱导的各向异性磁电响应和相移效应并探究这种现象的根源,可以有效地提高磁电效应、了解其物理机理并加速磁电异质结在磁矢量传感器等方面的应用,为实现幅值无失真的180°磁电相移做出贡献。本文制备了（0.72Pb（Mg1/3Nb2/3）O3-0.28PbTiO3）PMN-PT/Ni0.8Zn0.2Fe2O4（NZFO）和PZT-8/NZFO的双层磁电异质结。通过改变偏置磁场方向,对比这两种磁电异质结的磁电效应,研究其“动态”的磁-机/机电转换过程。结果显示含磁电异质结PMN-PT/NZFO的磁电电压系数是PZT-8/NZFO的两倍,在偏置磁场HDC≤460e时,最优的偏置磁场方向角θ=0°,最大的磁电电压系数为133.38V/cmOe;一旦HDC>460e时,最优的偏置磁场方向角变为75°,最大的磁电电压系数为115.3 V/cmOe。此外,结果证明磁致伸缩相NZFO的动态压磁系数是偏置磁场方向依赖各向异性磁电响应的根源;PMZ-PT的晶轴各向异性在该形状的动态机-电转换过程中的作用可以被忽略。另外,从复数域方面探究不同偏置磁场方向对双层磁电异质结PZT-8/NZFO的磁电电... 

【文章来源】：郑州轻工业大学河南省

【文章页数】：76 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

论文的主要内容结构图

郑州轻工业大学硕士学位论文8图2.1压电晶体的压电效应2.1.2压电方程与其性能参数压电晶体不仅具有的一般晶体所性能(如有序性、均匀性和对称性等)还具有介电性、弹性、各向异性、阻抗特性以及压电性等性能。经过极化处理的压电晶体具有各向异性，即在不同方向上的性能参数表现出差异，因此压电晶体比一般的介质晶体的性能丰富，这一特点也是压电晶体应用广泛的原因之一。此外，压电晶体在传感器、能量收集器、执行器等器件的应用使其受到广泛的关注。分析压电晶体的性能对其实际应用具有重要意义。根据压电材料的压电特性，即在压电晶体电场作用下产生应变或者在应变下产生电荷或者电位移矢量。经热力学分析，可以得到压电材料的压电方程。压电方程是描述应变Sk或者应力Th(h和k=1,2,3,4,5,6)与电学量（电场强度Ei或者电位移Di，i=1,2,3）之间的关系。通过压电方程确定其重要参数，具体如表2-1。表2.1压电方程压电方程类型压电方程边界条件不同类型压电方程的关系DETTSsTdEDdTE(E,T)=0hcgEETSTcSeEDeSE(E,S)=0dce

第二章压电/压磁复合异质结的工作特性11此时在x方向产生正应变S1，若此时加上一个交流电压晶体将沿x轴方向振动，即纵向振动。图2-2右旋石英的晶体中的方位b)铌酸锂(LiNbO3)1949年,人们发现铌酸锂单晶也具备强的压电效应，但是由于在自然界中铌酸锂单晶的数量很少，限制了其使用。直到1965年以后，人们通过提拉法生长压电单晶，使铌酸锂得到广泛的使用和研究。铌酸锂物理特征主要表现为无色透明晶体或淡黄绿色透明晶体，其化学性能稳定、属于三方晶系m点群，与α-石英单晶一样具有六个独立弹性常数分量、两个介电常数分量，但是其压电常数有四个分量。此外，铌酸锂的居里温度高达1210°C，它的性能参数很稳定，适合在高温环境下做换能器，其机械品质因数很高，可达到105个数量级。[47]铌酸锂具有很多晶向，对于不同切向的铌酸锂单晶切片其性能具有各向异性。铌酸锂的四种切割方式如图2-3。


本文编号：2947098