杨茜:钛酸钡铁电薄膜与钛酸钡-铁酸钴磁电薄膜的制备及性能研究论文

杨茜:钛酸钡铁电薄膜与钛酸钡-铁酸钴磁电薄膜的制备及性能研究论文

本文主要研究内容

作者杨茜(2019)在《钛酸钡铁电薄膜与钛酸钡-铁酸钴磁电薄膜的制备及性能研究》一文中研究指出:随着当代科学技术的飞速进步,各种新材料和新技术对传统数据储存方式产生了巨大的影响,存储器件的设计和开发过程中,便于集成和功能多样是大势所趋。因此,研究同时表现出电极化和磁极化、并可完成磁与电互相调控的磁电耦合体系,成为数据储存技术持续发展的基础,该类体系将为新型多功能数据存储器件的设计制造开放更多空间,使多铁材料的实用范畴更广,因而具有重要的科学意义和应用前景。由于铁电性和铁磁性存在对称,以及二者的电子轨道填充原则在某种意义上互相制衡,自然界中单相磁电体系相对罕见,且在应用温度区间内的磁电耦合系数很小,这严重制约了磁电体系在微电子领域的应用,而人工复合磁电体系则可以容易的达到电磁极化同时存在的状态,与单相磁电体系相比在应用方面优势更显著。因此制备择优取向甚至外延的复合磁电薄膜,并在薄膜生长过程中对其进行相含量调整和应力调控,观察不同相含量薄膜中存在的多种应力对其微观结构的作用,同时探索结构对电学、磁学以及磁电耦合性能的作用,对复合磁电薄膜在基础研究和生产实用领域均会产生十分宝贵的价值。在实验研究方面,本文选用钛酸盐系钙钛矿铁电材料和铁酸盐系铁磁材料,利用多靶射频磁控(共)溅射技术沉积取向生长的多铁复合薄膜,研究薄膜中相分散性的演变规律,揭示其微观结构与电学、磁学和磁电耦合性能之间的影响关系。本文的具体研究内容如下:(1)采用不同的磁控溅射条件,在硅(Si)单晶基体上沉积单相BaTiO3铁电薄膜,探索实验参数对薄膜微观结构和电学性能的作用。实验证明,在Pt电极和BTO膜层间加入LNO缓冲层会使薄膜的介电频散性和铁电性增强;溅射气压的升高会使薄膜的择优生长取向度提高、介电常数和铁电极化强度增大;适当的沉积温度(如500℃)可得到介电频率稳定性好、铁电耐压性好的BTO薄膜;薄膜厚度增大会使低频介电常数、居里转变温度和理论充放电能量密度增大。同时在MgO单晶基体上制备单相CoFe2O4磁性薄膜,探索退火工艺对其铁磁性能的作用,发现后续退火处理会使CFO薄膜由铁磁各向异性转变为各向同性。(2)采用不同的磁控共溅射条件,在SrTi03单晶基体上制备BaTi03-CoFe2O4磁电复合薄膜,研究制备工艺对其微观结构的作用。结果发现,基体取向按(100)(110)(111)顺序变化时,复合薄膜的介电常数和饱和磁化强度减小,铁电性表现出各向异性;与基体间存在压应力的SRO底电极上复合薄膜的择优取向度较高,LSCO底电极上薄膜的介电频率稳定性最差,LNO底电极上的复合薄膜的铁电性最好;溅射气压的升高会使复合薄膜由多晶转变为择优生长,但介电常数减小、介电损耗峰向低频移动,且铁电极化强度和压电性均减弱;沉积温度的升高会使复合薄膜趋于形成多晶结构,其介电常数减小、铁电性能变好。(3)在前期优化制备工艺条件下,制备组分相含量不同的BTO-CFO磁电复合薄膜,研究不同的相分散程度对其结构性能的作用。由扫描探针显微镜分析发现,在CFO相含量较高的复合薄膜中,BTO相均匀的分布在CFO基体中,形成了自组装的微观纳米结构。这种纳米复合薄膜显示出了明显的“介电逾渗”现象,也就是说,该复合薄膜在较广的频率区间内存在较稳定的介电常数和被抑制的介电损耗。与之形成对比的是,在CFO相含量较少的复合薄膜中,CFO相不均匀的分散在相互微弱连接的BTO基体中,这一较差的分散性导致复合薄膜在低频下介电常数增大,并且随频率增大变化十分显著。两组复合薄膜不同的“介电逾渗”效应可由空间电荷极化与“微电容器”模型之间的对抗作用来解释,并且电滞回线和漏电密度也表现出与介电频谱相同的特征。同时,复合薄膜相分散程度对其磁滞回线和磁电耦合系数也有显著改变。

Abstract

sui zhao dang dai ke xue ji shu de fei su jin bu ,ge chong xin cai liao he xin ji shu dui chuan tong shu ju chu cun fang shi chan sheng le ju da de ying xiang ,cun chu qi jian de she ji he kai fa guo cheng zhong ,bian yu ji cheng he gong neng duo yang shi da shi suo qu 。yin ci ,yan jiu tong shi biao xian chu dian ji hua he ci ji hua 、bing ke wan cheng ci yu dian hu xiang diao kong de ci dian ou ge ti ji ,cheng wei shu ju chu cun ji shu chi xu fa zhan de ji chu ,gai lei ti ji jiang wei xin xing duo gong neng shu ju cun chu qi jian de she ji zhi zao kai fang geng duo kong jian ,shi duo tie cai liao de shi yong fan chou geng an ,yin er ju you chong yao de ke xue yi yi he ying yong qian jing 。you yu tie dian xing he tie ci xing cun zai dui chen ,yi ji er zhe de dian zi gui dao tian chong yuan ze zai mou chong yi yi shang hu xiang zhi heng ,zi ran jie zhong chan xiang ci dian ti ji xiang dui han jian ,ju zai ying yong wen du ou jian nei de ci dian ou ge ji shu hen xiao ,zhe yan chong zhi yao le ci dian ti ji zai wei dian zi ling yu de ying yong ,er ren gong fu ge ci dian ti ji ze ke yi rong yi de da dao dian ci ji hua tong shi cun zai de zhuang tai ,yu chan xiang ci dian ti ji xiang bi zai ying yong fang mian you shi geng xian zhe 。yin ci zhi bei ze you qu xiang shen zhi wai yan de fu ge ci dian bao mo ,bing zai bao mo sheng chang guo cheng zhong dui ji jin hang xiang han liang diao zheng he ying li diao kong ,guan cha bu tong xiang han liang bao mo zhong cun zai de duo chong ying li dui ji wei guan jie gou de zuo yong ,tong shi tan suo jie gou dui dian xue 、ci xue yi ji ci dian ou ge xing neng de zuo yong ,dui fu ge ci dian bao mo zai ji chu yan jiu he sheng chan shi yong ling yu jun hui chan sheng shi fen bao gui de jia zhi 。zai shi yan yan jiu fang mian ,ben wen shua yong tai suan yan ji gai tai kuang tie dian cai liao he tie suan yan ji tie ci cai liao ,li yong duo ba she pin ci kong (gong )jian she ji shu chen ji qu xiang sheng chang de duo tie fu ge bao mo ,yan 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zhi bei chan xiang CoFe2O4ci xing bao mo ,tan suo tui huo gong yi dui ji tie ci xing neng de zuo yong ,fa xian hou xu tui huo chu li hui shi CFObao mo you tie ci ge xiang yi xing zhuai bian wei ge xiang tong xing 。(2)cai yong bu tong de ci kong gong jian she tiao jian ,zai SrTi03chan jing ji ti shang zhi bei BaTi03-CoFe2O4ci dian fu ge bao mo ,yan jiu zhi bei gong yi dui ji wei guan jie gou de zuo yong 。jie guo fa xian ,ji ti qu xiang an (100)(110)(111)shun xu bian hua shi ,fu ge bao mo de jie dian chang shu he bao he ci hua jiang du jian xiao ,tie dian xing biao xian chu ge xiang yi xing ;yu ji ti jian cun zai ya ying li de SROde dian ji shang fu ge bao mo de ze you qu xiang du jiao gao ,LSCOde dian ji shang bao mo de jie dian pin lv wen ding xing zui cha ,LNOde dian ji shang de fu ge bao mo de tie dian xing zui hao ;jian she qi ya de sheng gao hui shi fu ge bao mo you duo jing zhuai bian wei ze you sheng chang ,dan jie dian chang shu jian xiao 、jie dian sun hao feng xiang di pin yi dong ,ju tie dian ji hua jiang du he ya dian xing jun jian ruo ;chen ji wen du de sheng gao hui shi fu ge bao mo qu yu xing cheng duo jing jie gou ,ji jie dian chang shu jian xiao 、tie dian xing neng bian hao 。(3)zai qian ji you hua zhi bei gong yi tiao jian xia ,zhi bei zu fen xiang han liang bu tong de BTO-CFOci dian fu ge bao mo ,yan jiu bu tong de xiang fen san cheng du dui ji jie gou xing neng de zuo yong 。you sao miao tan zhen xian wei jing fen xi fa xian ,zai CFOxiang han liang jiao gao de fu ge bao mo zhong ,BTOxiang jun yun de fen bu zai CFOji ti zhong ,xing cheng le zi zu zhuang de wei guan na mi jie gou 。zhe chong na mi fu ge bao mo xian shi chu le ming xian de “jie dian yu shen ”xian xiang ,ye jiu shi shui ,gai fu ge bao mo zai jiao an de pin lv ou jian nei cun zai jiao wen ding de jie dian chang shu he bei yi zhi de jie dian sun hao 。yu zhi xing cheng dui bi de shi ,zai CFOxiang han liang jiao shao de fu ge bao mo zhong ,CFOxiang bu jun yun de fen san zai xiang hu wei ruo 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论文参考文献

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  • 论文详细介绍

    论文作者分别是来自山东大学的杨茜,发表于刊物山东大学2019-07-16论文,是一篇关于多铁复合薄膜论文,钛酸钡论文,铁酸钴论文,相分散论文,磁电耦合论文,山东大学2019-07-16论文的文章。本文可供学术参考使用,各位学者可以免费参考阅读下载,文章观点不代表本站观点,资料来自山东大学2019-07-16论文网站,若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权,请联系我们删除。

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