Co基Z型六角铁氧体薄膜室温巨磁电耦合效应研究
批准号:
51202153
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
25.0 万元
负责人:
汤如俊
依托单位:
学科分类:
无机非金属类高温超导与磁性材料
结题年份:
2015
批准年份:
2012
项目状态:
已结题
项目参与者:
徐震宇、吉成元、孙坚、王婷婷、舒川
中文摘要
Co 基Z型六角铁氧体的室温巨磁电耦合效应使得其在磁性存储器等微型电子器件中具有巨大的应用潜力。目前Co 基Z型六角铁氧体方面的研究集中在块体材料方面,纳米尺度薄膜材料的制备和物理性质方面的研究非常少。本项目将针对Co基Z型六角铁氧体薄膜的制备工艺和室温巨磁电耦合效应展开研究。本项目首先将利用脉冲激光沉积法制备Co基Z型六角铁氧体多晶薄膜和C轴面外取向的外延薄膜,研究薄膜组分、制备工艺与薄膜微结构和室温磁电耦合性能之间的关系。然后,选择具有较好磁电耦合性能的薄膜组分,进一步研究Co基Z型六角铁氧体外延薄膜的厚度尺寸效应对薄膜微结构、磁性能和室温磁电耦合性能的影响,结合第一性原理模型理解应变对薄膜磁电耦合性能的影响机制。最后,针对Co基Z型六角铁氧体外延薄膜的室温逆磁电效应展开研究,研究外加电场对薄膜磁性特征的影响规律,探索薄膜在多态信息存储方面的应用潜力。
英文摘要
The Co based Z type hexaferrites have great potential to be used in the microelectronic devices because of its room temperature low field giant magnetoelectric effects. The works about the Co based Z type hexaferrites are focused on the bulk materials. There are few reported works on the nanoscale Co based Z type hexaferrite thin films. This project is going to investigate the preparation skills and room temperature giant magnetoelectric effects of Co based Z type hexaferrite thin films. Firstly, the Co based Z type hexaferrite polycrystalline and expitaxial thin films will be prepared by plused laser deposition method.The effects of the film composition and preparation conditions on the microstructures and room temperature giant magnetoelectric effects of those Z type hexaferrite films will be studied. Then, some of the expitaxial films with good magnetoelectric effects will be chosen. The effects of film thickness on the microstructures and room temperature magnetoelectric effects of the Co based Z type hexaferrite films will be studied. The experimental results will be compared with the first principle calculation results to understand the physical mechanisms of the effects of strain on the magnetoelctric effects. Lastly, the inverse magnetoelectric effects of the Co based Z type hexaferrite expitaxial films will be studied. The multistate storage potentials of the films will be explored.
本项目计划研究的Co基Z 型六角铁氧体在室温具有巨磁电耦合效应,这使得其在磁性存储器等微型电子器件中具有巨大的应用潜力。目前Co基Z型六角铁氧体方面的研究集中在块体材料方面,纳米尺度薄膜材料的制备和物理性质方面的研究非常少。本项目计划针对Co 基Z 型六角铁氧体薄膜的制备工艺和室温巨磁电耦合效应展开研究。但是,本项目在不同基片上尝试制备了Co基Z型六角铁氧体多晶薄膜和外延薄膜,未能获得成功。于是,本项目首先利用 X-射线光电子能谱( XPS)的方法研究了不同退火气氛下Co 基Z 型六角铁氧体块材中磁性离子的化学态,以更清楚理解Co基Z型六角铁氧体的电学和磁电耦合性质。然后,从实验上研究了Co基Z型六角铁氧体的直流电阻机制、高频介电特性和交流导电机制,并建立了相应的理论模型对结果进行了解释。接着,从实验上研究了Co基Z型六角铁氧体的组分和温度对材料磁性能的影响,并建立了对应的理论模型对结果进行了解释。再研究了与Co基Z型六角铁氧体具有相似磁学结构和磁电耦合性能的掺杂M型铁氧体块材的介电和磁介电性能。最后,成功制备了不掺杂和掺杂M型铁氧体外延薄膜,研究了不掺杂M型铁氧体外延薄膜的介电性能和交流导电机制,研究了掺杂M型铁氧体块材的磁性和室温附近的磁介电性能。.本项目组发表标注项目号的SCI文章9篇,国际会议文章1篇,普通中文期刊文章两篇;培养研究生4名,本科毕业生5名。
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DOI:
--
发表时间:
2014
期刊:
应用物理
影响因子:
--
作者:
[姜晨, 汤如俊, 杨浩]
通讯作者:
杨浩
Manipulating leakage behavior via distribution of interfaces in oxide thin films
通过氧化物薄膜中的界面分布控制泄漏行为
DOI:
10.1063/1.4893778
发表时间:
2014-08
期刊:
Applied Physics Letters
影响因子:
4
作者:
[Yan Liang, Rujun Tang, Haiyan Wang, Hao Yang]
通讯作者:
Hao Yang
Oxygen-Vacancy-Induced Antiferromagnetism to Ferromagnetism Transformation in Eu0.5Ba0.5TiO3-delta Multiferroic Thin Films
Eu0.5Ba0.5TiO3-δ 多铁性薄膜中氧空位诱导的反铁磁性到铁磁性的转变
DOI:
--
发表时间:
--
期刊:
Scientific Reports
影响因子:
4.6
作者:
[Wang, Haiyan, Wang, Yongqiang, Ju, Sheng, Yang, Hao]
通讯作者:
Yang, Hao
Large magnetoelectric coupling in Co4Nb2O9.
Co4Nb2O9 中的大磁电耦合
DOI:
10.1038/srep03860
发表时间:
2014-01-27
期刊:
Scientific reports
影响因子:
4.6
作者:
[Fang Y, Song YQ, Zhou WP, Zhao R, Tang RJ, Yang H, Lv LY, Yang SG, Wang DH, Du YW]
通讯作者:
Du YW
Dielectric relaxation, resonance and scaling behaviors in Sr3Co2Fe24O41 hexaferrite.
Sr3Co2Fe24O41六方铁氧体的介电弛豫、共振和结垢行为
DOI:
10.1038/srep13645
发表时间:
2015-08-28
期刊:
Scientific reports
影响因子:
4.6
作者:
[Tang R, Jiang C, Qian W, Jian J, Zhang X, Wang H, Yang H]
通讯作者:
Yang H
共 12 条
垂直柱状晶粒结构六角铁氧体薄膜的生长机制和物理性能调控机制研究
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批准号:52372258
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项目类别:面上项目
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资助金额:50万元
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批准年份:2023
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负责人:汤如俊
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依托单位:
多铁性六角铁氧体有序微纳米结构的磁特性和磁电效应研究
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批准号:51772200
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项目类别:面上项目
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资助金额:60.0万元
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批准年份:2017
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负责人:汤如俊
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依托单位:
国内基金
海外基金