Pb(Zr,Ti)O3--CoFe2O4納米復(fù)合薄膜的制備與性能研究.pdf

1、多鐵性磁電復(fù)合薄膜因其具有優(yōu)良的鐵磁、鐵電和磁電耦合性能，被廣泛應(yīng)用于傳感器、換能器和新型存儲(chǔ)器等多功能器件中。目前普遍采用具有大壓電效應(yīng)的鋯鈦酸鉛(Pb(ZrxTi1-x)O3，PZT)和大磁致伸縮效應(yīng)的鐵酸鈷(CoFe2O4，CFO)作為復(fù)合薄膜中的鐵電相和鐵磁相。然而，通過常用的一起晶化熱處理制備的PZT-CFO納米復(fù)合薄膜，很容易因長(zhǎng)時(shí)間的高溫?zé)崽幚碓斐设F電、鐵磁兩相之間的互擴(kuò)散和互反應(yīng)，導(dǎo)致復(fù)合薄膜的結(jié)晶質(zhì)量變差、磁電性能惡化

2、，大大限制了其實(shí)際應(yīng)用。另一方面，對(duì)于多層復(fù)合薄膜而言，薄膜的復(fù)合層數(shù)、單層厚度等因素都會(huì)對(duì)PZT-CFO復(fù)合薄膜中的應(yīng)力和微觀結(jié)構(gòu)產(chǎn)生顯著影響，進(jìn)而影響整個(gè)復(fù)合薄膜的磁電性能。
　　首先，本課題采用化學(xué)溶液沉積法(Chemical Solution Deposition，CSD)在Pt/Ti/SiO2/Si襯底上制備得到了PZT-CFO納米復(fù)薄膜。分別通過逐層晶化和常用的一起晶化的方式對(duì)復(fù)合薄膜進(jìn)行熱處理，并研究了不同晶化方式對(duì)

3、復(fù)合薄膜結(jié)晶過程、微結(jié)構(gòu)、晶體擇優(yōu)取向、鐵電和鐵磁性能的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)采用逐層晶化熱處理的方式可以使得復(fù)合薄膜中鐵電相PZT呈完全柱狀生長(zhǎng)，表現(xiàn)出(111)擇優(yōu)取向，磁電兩相的晶粒尺寸均較大，并且可以有效減少兩相界面處發(fā)生的元素互擴(kuò)散問題，從而改善復(fù)合薄膜的鐵電、鐵磁性能。
　　其次，同樣采用化學(xué)溶液沉積的方法制備3層、5層和9層的PZT-CFO納米復(fù)合薄膜。用XRD、AFM、SEM等分析了界面層數(shù)對(duì)復(fù)合薄膜晶格常數(shù)、表面形貌和微