【摘 要】
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多铁性磁电材料不单具备铁电、铁磁等单一铁性,而且还具有电荷序和自旋序耦合而成的新效应,即磁电效应,因而被广泛运用于换能器、传感器、磁电储存器等新型电子器件之中。其
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多铁性磁电材料不单具备铁电、铁磁等单一铁性,而且还具有电荷序和自旋序耦合而成的新效应,即磁电效应,因而被广泛运用于换能器、传感器、磁电储存器等新型电子器件之中。其中,薄膜磁电复合材料因其更适应于微型化、低能耗的工业化要求,引起众多研究者的兴趣。本论文主要以PbZr0.52Ti0.48O3（PZT）与金属Ni构成的准2-2型膜/金属磁电复合材料为研究对象,研究铁电相PZT的厚度及取向对该磁电复合体系正磁电性能的影响。利用溶胶-凝胶法（Sol-gel）在较低的温度下制备不同PZT厚度的PZT/Ni磁电复合结构,有效解决了传统固相烧结的复合体系中易产生微裂纹和杂相等问题。PZT/Ni磁电复合结构表现出良好的磁电耦合性能。当铁电相PZT厚度约为250 nm时,该复合结构获得最佳的磁电性能,其室温最大磁电耦合系数为102.9 mV/cm·Oe且发生在较低的直流偏置磁场Hdc下。PZT膜/Ni金属磁电复合结构的αE随Hdc的变化趋势与Ni基底的dλ/dH随Hdc的变化趋势一致,表明了PZT/Ni结构通过应变（力）为中介的“磁场-应变（力）-电场”耦合获得磁电效应。以PbO为晶种层诱导PZT薄膜的[100]取向,成功获得具有[100]PZT/PbO/Ni复合结构。通过改变PZT/PbO的重复次数,得到不同PZT厚度的PZT/PbO/Ni复合结构。PbO晶种层的引入使该复合结构中PZT薄膜电性能发生明显改变。在厚度为325 nm时,PZT/PbO/Ni磁电复合体系的最大磁电耦合系数达到421.4 mV/cm·Oe,为PZT/Ni最大磁电耦合系数的4.1倍。
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