ba0.8sr0.2tio3cofe2o4多鐵性層狀磁電材料制備與性能研究

1、分類號(hào) 分類號(hào) 學(xué)號(hào) 學(xué)號(hào) D200977501學(xué)校代碼 學(xué)校代碼 1 0 4 8 7 密級(jí) 密級(jí)博士學(xué)位論文 博士學(xué)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(xué)位申請(qǐng)人 學(xué)位申請(qǐng)人： 饒 偉學(xué) 科 專 業(yè) 學(xué) 科 專 業(yè)：微電子學(xué)與固體電子學(xué) 微電子學(xué)與固體電子學(xué)指 導(dǎo) 教 師 指 導(dǎo) 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(xué) 博 士 學(xué) 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(shí)還具有磁電耦合效應(yīng)。磁電耦合效應(yīng)是指外加磁場(chǎng)所引起的電極化，或外加電場(chǎng)所引起的磁化。這種磁場(chǎng)與電場(chǎng)相互轉(zhuǎn)換的特性使多鐵性磁電材料在信息存儲(chǔ)器、磁場(chǎng)傳感器、濾波器和移相器等方面具有很大的應(yīng)用潛力。由于單相多鐵性磁電材料的磁電耦合效應(yīng)較弱，目前多鐵 性 磁 電 復(fù) 合 材 料 已 經(jīng) 成 為 研 究 的 熱 點(diǎn) 。 本 文 采

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

4、膜厚度比和外磁場(chǎng)，研究對(duì)材料的相關(guān)性能進(jìn)行調(diào)控的可行性。磁致伸縮應(yīng)力通過(guò)界面調(diào)控Ba0.8Sr0.2TiO3 層的應(yīng)力， 從而實(shí)現(xiàn)通過(guò)調(diào)節(jié)磁場(chǎng)來(lái)調(diào)節(jié)鐵電層的介電性能， 結(jié)合鐵木辛柯的彈性理論，引入 CoFe2O4 的磁致伸縮效應(yīng)，并利用金茲堡朗道理論來(lái)計(jì)算了Ba0.8Sr0.2TiO3 的介電性能隨各層厚度及外加電場(chǎng)和溫度場(chǎng)的關(guān)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(guān)方法，對(duì) Ba0.8Sr0.2TiO3 研究了前驅(qū)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(diǎn)研究了制備 Ba0.8Sr0.2TiO3 薄膜時(shí)溶劑的選擇，研究了檸檬酸和乙二醇添加量對(duì) CoFe2O4 晶體結(jié)構(gòu)及晶粒尺寸的影響。（3）研究了 Ba0.8Sr0.2TiO3/CoFe2O4 層狀復(fù)合薄膜的電學(xué)特性和磁學(xué)特性。隨著CoFe2O4 旋涂層數(shù)的增加，復(fù)合薄膜的鐵電性有所增大，漏電流略有降低，不同CoFe2O4 厚度