1-3型MnZnFe2O4-Pb(ZrTi)O3磁介電復合薄膜的制備及其性能研究.pdf

1、多鐵性復合材料中的鐵磁性和鐵電性材料分別在磁場和電場的作用下具有一定的調諧性，該特性在微波和射頻調諧器件中具有很大的應用前景。本論文從有效媒質理論出發(fā)，設計并選擇了 MnZnFe2O4(MZF)和 Pb(ZrTi)O3(PZT)作為磁介電復合薄膜的兩相組分，主要是因為(1)鐵電材料PZT具有高介電常數(shù)、低損耗以及高介電調諧率；(2)軟磁材料MZF同時具有高的介電常數(shù)以及高的磁導率。當將兩相進行1-3維納米復合時，一方面可以利用納米柱的形

2、狀各向異性提高MZF的工作頻率，另一方面可以利用基底應變調節(jié)鐵電相的c/a比，進而增加介電常數(shù)。
　　采用離軸磁控濺射法在(001)MgAl2O4(MAO)單晶基片上制備了1-3型MZF-PZT磁介電復合薄膜。通過X射線衍射分別研究了基片溫度、濺射氣壓、濺射功率和濺射時間對薄膜結構的影響，確定了(001)取向MZF-PZT磁介電復合薄膜的制備工藝。對MZF-PZT磁介電復合薄膜的鐵磁性、鐵電性以及介電性進行了表征。該薄膜的飽和磁化

3、強度Ms、剩余磁化強度Mr、相對剩磁比(Mr/Ms)分別為112 emu/cc、28 emu/cc、25％。該薄膜具有較好的P-E性能，其飽和極化強度Ps為16?C/cm2，兩倍剩余極化強度2Pr為24?C/cm2。就其介電性而言，在電場強度為100 kV/cm時，調諧率最大達到25%，但其漏電流高，損耗因子較大。
　　為了進一步提高薄膜的性能，對制備工藝條件進行了優(yōu)化，并在(001)和(111)MAO單晶基片上制備出了性能良好的

4、1-3型 MZF-PZT磁介電復合薄膜。X射線衍射和AFM分析表明兩種薄膜均為1-3型結構，且薄膜的鐵磁性、鐵電性以及介電性均得到改善。(001)取向的MZF-PZT復合薄膜的飽和磁化強度增加為130 e mu/cc，而(111)取向的MZF-PZT復合薄膜的飽和磁化強度為147 e mu/c c。(001)和(111)取向的MZF-PZT復合薄膜的兩倍剩余極化強度(2Pr)均為16μC/cm2，漏電流分別為~40μA/c m2和~10