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在一定的温度变化范围之内,多铁材料既具有铁电性,又具有磁性,还具有铁电相和铁磁相耦合所生的一种新的效应-磁电效应。该材料可以分为单相的多铁材料和复合的多铁材料。
复合的多铁材料除了具有单相的多铁材料所具有的优点之外,所产生的磁电耦合效应会更强,应用也会更广泛,因此,我们探索用纯相的铁电材料和纯相的铁磁材料来制备多铁复合材料。钛酸钡(BaTiO3)材料是一种典型的铁电材料,在BaTiO3里面掺Sr之后,并能调节Ba和Sr的比例就会得到比BaTiO3性能更好的钙钛矿结构的钛酸锶钡(Ba1-xSrxTiO3)铁电材料,而镧锶锰氧(La1-xSrxMnO3)也是一种钙钛矿结构的并具有较好铁磁性的材料。我们在本文中主要研究了利用溶胶-凝胶的方法制备Ba0.5Sr0.5TiO3(BST)铁电薄膜和多铁复合薄膜,并研究了薄膜的结构、厚度、铁电性、介电性、漏电流和磁性等性质。本文的主要内容如下:
(1) 利用溶胶-凝胶的方法在Si上制备出了不同退火温度的BST薄膜,经XRD和FSEM测试,发现薄膜在550℃退火温度下就已经结晶,薄膜的表面是很平整和均匀的,晶粒随着退火温度的升高而长大。
(2)在LaNiO3/Si的底电极上制备了不同退火温度的BST薄膜,并研究了FSEM、铁电性、介电性和漏电流性质。其中,650℃退火温度下的BST薄膜在71.43 kV/cm的测试场下具有比较高的剩余极化强度为1.3129μC/cm2,而且介电特性也比较好。
(3) 利用溶胶-凝胶的方法在LaNiO3/Si的底电极上制备了BST/LSMO多铁薄膜。经XRD测试,可以看出多铁薄膜结晶良好;经磁性测试,发现多铁薄膜(LSMO5层)在750℃下退火时,当薄膜和磁场平行时饱和磁化强度达到了最大值为24.84 emu/cm3;经R-T测试,得到薄膜的电阻会随着退火温度的升高而增大;经铁电性质和漏电流性质的测试,可以看出多铁薄膜的剩余极化强度值比较大,700℃退火下的薄膜的漏电流比较小。