过渡族元素掺杂BaTiO_3-Tb_(1-x)Dy_xFe_(2-y)层状复合材料中的磁电效应

用溶胶-凝胶法制备1.0%mol Mn,Cr,Co掺杂BaTiO3(BTO)粉体,在1350℃下烧结成多晶陶瓷样品.X射线衍射和差示扫描量热分析表明,室温下掺杂BaTiO3具有四方钙钛矿结构;居里点和相变潜热随Cr,Mn,Co掺杂逐渐降低.将掺杂BaTiO3与Tb1-xDyxFe2-y(TDF)胶合制成双层磁电复合材料,并研究了Cr:BTO-TDF,Mn∶BTO-TDF,Co:BTO-TDF层状复合材料中的磁电效应.实验表明,在340×80 A.m-1偏置磁场下,Cr:BTO-TDF的横向磁电电压系数达到最大值586 mV.cm-1.(80 A.m-1)-1.在400×80 A.m-1偏置磁场下,Mn∶BTO-TDF和Co:BTO-TDF的横向磁电电压系数的最大值分别为480 mV.cm-1.(80 A.m-1)-1和445 mV.cm-1.(80 A.m-1)-1.研究表明掺杂BaTiO3-TDF层状复合材料中具有较强的磁电耦合.作为无铅压电材料,掺杂BaTiO3制备的磁电效应器件颇具应用前景.

单磁场驱动的Tb_(1-x)Dy_xFe_(2-y)/Pb(Zr,Ti)O_3三层膜磁电效应

研究了Tb1-xDyxFe2-y(TDF)与锆钛酸铅(PZT)三层膜样品的制备和在单一直流磁场驱动下的磁电(ME)效应.在该系列三层膜样品中测量到了巨大的ME耦合效应.所得实验结果与同种样品在两磁场驱动下的ME效应完全不同.这可能预示了某些新的物理内容.该技术可简化ME效应在某些实际应用中的复杂度.

单磁场驱动的Tb_(1-x)Dy_xFe_(2-y)-Pb(Zr,Ti)O_3-Tb_(1-x)Dy_xFe_(2-y)三层膜磁电效应

研究了Tb1-xDyxFe2-y(TDF)与锆钛酸铅(PZT)三层膜样品的制备和在单一直流磁场驱动下的磁电(ME)效应。在该系列三层膜样品中测量到了巨大的ME耦合效应,纵向场中,ME电压的最大变化范围可达1404V/cm。所得实验结果与同种样品的两磁场驱动的ME效应完全不同。这可能预示了某些新的物理内容。该技术可简化ME效应在某些实际应用中的复杂度。

Tb_(1-x)Dy_xFe_(2-y)-BaTi_(0.99)Mn_(0.01)O_(3+δ)层状复合材料的低频磁电耦合

利用弹性力学模型,推导了低频下磁致伸缩-压电双层复合材料中磁电电压系数的表达式,计算了Tb1-x Dyx Fe2-y-BaTiO3层状复合材料中的横向磁电耦合。采用溶胶-凝胶法制备1.0%(摩尔分数)Mn掺杂BaTiO3(BaTi0.99Mn0.01O3+δ)压电陶瓷片。将Mn掺杂BaTiO3与Tb1-x Dyx Fe2-y胶合制成双层和三层复合材料,研究了复合材料在低频下的横向磁电效应。XRD和DSC分析结果表明,室温下Mn掺杂BaTiO3保持了其四方钙钛矿结构,降低了BaTiO3的居里点和相变潜热。在约33kA/m偏置磁场下,Tb1-x Dyx Fe2-y-BaTi0.99Mn0.01O3+δ和Tb1-x Dyx Fe2-y-BaTi0.99Mn0.01O3+δ-Tb1-x Dyx Fe2-y的横向磁电耦合峰值分别为529.4mV/A和1659.5mV/A,分别是Tb1-x Dyx Fe2-y-BaTiO3和Tb1-x Dyx Fe2-y-BaTiO3-Tb1-x Dyx Fe2-y的1.48和1.45倍。三层复合材料的横向磁电电压系数约是同类双层的3倍多。