【摘 要】
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随着科技的发展,人们对于功能材料器件提出了更高的要求,包括小型化、多功能集成以及绿色环保。磁电复合材料作为一种功能材料器件,因同时具备铁电性、铁磁性以及磁电耦合性能,被广泛地应用在磁电随机存储器、新型磁电传感器以及自旋电子器件等多个领域。因此,我们将通过溶胶-凝胶法和旋涂法来制备性能优异并且绿色环保的无铅磁电复合薄膜。首先,通过溶胶-凝胶法制备了Bi4Ti3O12薄膜,结果表明,680℃退火下的B
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随着科技的发展,人们对于功能材料器件提出了更高的要求,包括小型化、多功能集成以及绿色环保。磁电复合材料作为一种功能材料器件,因同时具备铁电性、铁磁性以及磁电耦合性能,被广泛地应用在磁电随机存储器、新型磁电传感器以及自旋电子器件等多个领域。因此,我们将通过溶胶-凝胶法和旋涂法来制备性能优异并且绿色环保的无铅磁电复合薄膜。首先,通过溶胶-凝胶法制备了Bi4Ti3O12薄膜,结果表明,680℃退火下的Bi4Ti3O12薄膜不含杂相,且薄膜具有较高的致密度。同时,随着Er3+掺杂量的增加,Er3+掺杂的Bi4-xErxTi3O12薄膜的剩余极化强度先升高后降低,且Bi3.4Er0.6Ti3O12薄膜具有最小的漏电流密度(6.43×10-7A·cm-2)和最大的剩余极化强度(Pr,14.4μC?cm-2)。此外,对于Bi3.4Er0.6Ti3-yZryO12薄膜而言,随着Zr4+掺杂量的增加,其剩余极化强度先增加后减少,且Bi3.4Er0.6Ti2.9Zr0.1O12薄膜的具有最佳的铁电性(Pr,19.2μC?cm-2)。XPS结果表明,Er3+和Zr4+的掺杂并没有引起Bi4Ti3O12中元素价态的改变。其次,采用相同的方法制备了Ni Fe2-xSmxO4薄膜,所有的Ni Fe2-xSmxO4薄膜均由纯相组成,且都具有致密的显微组织。同时,通过比对不同Sm3+掺杂量的薄膜的铁磁性可知,少量的Sm3+掺杂有助于提升薄膜的铁磁性,然而过多的Sm3+掺杂会劣化薄膜的铁磁性。此外,在五种薄膜中,Ni Fe1.96Sm0.04O4薄膜具有最大的饱和磁化强度(Ms,435.6 emu?cm-3)。Sm3+的掺杂并没有引起Ni Fe2O4中元素价态的改变。最后,通过溶胶-凝胶法和旋涂法制备了不同沉积顺序的Bi3.4Er0.6Ti2.9Zr0.1O12/Ni Fe1.96Sm0.04O4（BETZ/NFSO）复合薄膜,分别为BN型和NB型。结果表明,两种复合薄膜的铁电性和铁磁性均低于相应的单相薄膜,且NB型复合薄膜具有较大的剩余极化强度(Pr,16.7μC?cm-2)和饱和磁化强度(Ms,203.5 emu?cm-3)。同时,对于两种复合薄膜而言,随着Hbias增加,磁电耦合系数都是先增加,达到最大值,然后逐步减小,且NB型复合薄膜具有更高的磁电耦合系数(89.2 m V·（cm·Oe）-1)。
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