鈷鐵氧體及其磁電復合薄膜的應力與性能研究.pdf

1、分類號 密級 UDC注 1 學 位 論 文 鈷鐵氧體及其磁電復合薄膜的應力與性能研究 （題名和副題名） 施 科 （作者姓名） 指導教師姓名 何泓材 副教授 電子科技大學 成 都 （職務、職稱

2、、學位、單位名稱及地址） 申請專業(yè)學位級別 碩士 專業(yè)名稱 材料科學與工程 論文提交日期 2012.03 論文答辯日期 2012.05 學位授予單位和日期 電子科技大學 答辯委員會主席 評閱人

3、 2012 年 月 日 注 1：注明《國際十進分類法 UDC》的類號。 摘 要 I 摘 要 薄膜制備技術的不斷發(fā)展，使得制備高質(zhì)量薄膜與復雜結(jié)構(gòu)的微器件成為可能。多鐵性磁電材料同時具有鐵電性、鐵磁性和磁電效應等多種性能，其多種有序參數(shù)共存使得新功能新器件的設計變得可能。磁和電有序之間存在的交叉耦合，使得能夠利用磁場控制鐵電極化，相反地可以利用電場操控磁極化，因而使得多鐵性磁電材料具有很大的潛在應用價值。近年來，隨著

4、人們對多鐵性磁電薄膜材料研究的深入，使得多鐵性磁電材料極有可能應用于新型的存儲器以及磁傳感器等領域。 利用溶膠-凝膠法制備的薄膜中普遍存在殘余應力。 從退火溫度冷卻到室溫時，熱失配會導致薄膜產(chǎn)生熱應力。當應力過大時，甚至有可能使得薄膜表面出現(xiàn)裂紋，從而對薄膜的性能造成嚴重的影響。利用拉曼光譜和有限元分析了單相鈷鐵氧體(CoFe2O4,CFO)薄膜以及 CoFe2O4/Pb(Zr0.52Ti0.48)O3(CFO/PZT)復合薄膜結(jié)構(gòu)中的

5、應力狀態(tài)。退火溫度為 700 ° C 時，單相 CFO 薄膜受到壓應力約為 1.77 GPa; CFO/PZT 復合薄膜中 CFO 層受到的壓應力約為 1.9 GPa，而 PZT 層受到的熱應力約為 0.25 GPa。 由于 CFO 具有很大的磁滯伸縮效應且 PZT 具有很大的壓電效應， 因而由鈷鐵氧體和鋯鈦酸鉛構(gòu)成的多鐵性層狀復合薄膜 CFO/PZT 具有很大的磁電效應。本文首先利用溶膠-凝膠法，研究了不同熱解溫度、退火溫度