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NiMnGa铁磁形状记忆合金/压电材料复合薄膜的磁电耦合效应研究
结题报告
批准号:
51101063
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
25.0 万元
负责人:
曾敏
依托单位:
学科分类:
E0107.金属功能材料
结题年份:
2014
批准年份:
2011
项目状态:
已结题
项目参与者:
王剑莹、林邦惜、张国芳
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中文摘要
铁电/铁磁复合薄膜的研究是磁电效应实现器件微型化、集成化应用的重要课题。本项目以Ni-Mn-Ga铁磁形状记忆合金/压电材料复合薄膜为研究对象,利用Ni-Mn-Ga材料巨大的磁驱动性能、强的磁弹耦合以及马氏体相变性能,实现大的复合薄膜磁电耦合性能的实验和理论研究。采用脉冲激光沉积、磁控溅射等方法制备各种铁电/铁磁复合薄膜,探索制备性能优异复合磁电薄膜的物理方法。配合微观结构、电学、磁学等表征方法揭示铁电/铁磁复合薄膜的微观结构跟磁电耦合性能的物理关系,尤其注重Ni-Mn-Ga相变性能对磁电效应的影响;结合理论模型,深刻理解铁电/铁磁薄膜耦合的物理本质。项目将以实验研究为主,合成性能优异的磁电复合薄膜;以理论研究为次,为复合薄膜磁电效应提供物理依据,最终为复合薄膜磁电材料的设计及器件的开发打下坚实的学科基础。
英文摘要
深入细致地探索铁电/铁磁复合薄膜及多铁性功能材料,研究其各种序参量之间的耦合及竞争机制,从中发现新的调控方法和规律,并由此发展新的多铁性体系,有重要的科学意义和应用前景。为此,我们开展了如下研究工作:.1)新型铁磁形状记忆合金Ni-Mn-Ga薄膜与铁电材料PMN-PT、BaTiO3等衬底材料复合材料的探索及性能表征:利用脉冲激光沉积方法并结合理论探索复合多铁性新材料。实验上表明:在铁电单晶衬底上,Ni-Mn-Ga薄膜具有较好的外延性。磁畴结构为明暗相间的孪晶结构,为180度畴。在外加电场的条件下,衬底应变导致的磁畴结构的变化。理论上也证实了,Ni-Mn-Ga/BaTiO3/Ni-Mn-Gay异质结中,自发极化出现在铁电BaTiO3层为5层以上,其极化强度跟块体的BaTiO3接近,为0.3 C/m2。在Ni和MnGa终端超结构中发现:Ni终端结构式最稳定的,而且Ti/O位移都为同一个方向,即达到最大的自化极化强度。在电场的作用下(极化反转),我们发现界处Ni-Mn-Ga中的磁矩有0.08 emu的变化。即Ni-Mn-Ga/BaTiO3的界面磁电耦合效应。.2)多铁性LuFe2O4 和YMnO3外延薄膜制备和表征: 使用脉冲激光沉积(PLD)方法,在(001)蓝宝石衬底上成功制备了c轴取向LuFe2O4薄膜,温度-电阻特性表征揭示,在237K出现了亚铁磁性转变和在340K呈现电荷有序转变。重要的是薄膜的介电常数在电场和磁场条件下能发生了显著的变化,当施加5 V电场时,介电可调性高达35%。该介电可调性在0.83 T的磁场下,如在垂直和平行于薄膜的法线方向,其值分别降低到20%和15%。同时,Al2O3(0001)衬底上制备的外延的YMnO3薄膜,原子力显微镜观察到类似vortex电畴的形貌图,高低起伏异常明显(~10nm),且高低区域非常平整。铁电测量表明,低的区域方具有很好的铁电特性。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Theoretical Investigations on Donor-acceptor Conjugated Copolymers Based on Naphtho[1,2-c:5,6-c]bis[1,2,5]thiadiazole for Organic Solar Cell Applications
基于萘并[1,2-c:5,6-c]双[1,2,5]噻二唑的供体-受体共轭共聚物在有机太阳能电池中的应用的理论研究
DOI:--
发表时间:2012
期刊:Journal of Physical Chemistry C
影响因子:3.7
作者:Zhang, Linghai;Pei, Ke;Yu, Mudan;Huang, Yuanling;Zhao, Hongbo;Zeng, Min;Wang, Yang;Gao, Jinwei
通讯作者:Gao, Jinwei
DOI:--
发表时间:2013
期刊:J. Am. Ceram. Soc.
影响因子:--
作者:曾敏
通讯作者:曾敏
DOI:--
发表时间:--
期刊:Chinese Physics B
影响因子:1.7
作者:曾敏
通讯作者:曾敏
储能电介质陶瓷的微观结构设计、界面调控及其极化机理研究
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    省市级项目
  • 资助金额:
    15.0万元
  • 批准年份:
    2024
  • 负责人:
    曾敏
  • 依托单位:
具有大功率、高储能密度的无铅BiFeO3基介电陶瓷电容器的制备及性能研究
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    省市级项目
  • 资助金额:
    10.0万元
  • 批准年份:
    2019
  • 负责人:
    曾敏
  • 依托单位:
RMnO3多铁性薄膜的拓扑畴结构及其新颖光电磁新效应
  • 批准号:
    11574091
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    73.0万元
  • 批准年份:
    2015
  • 负责人:
    曾敏
  • 依托单位:
国内基金
海外基金