Co基Z型六角鐵氧體薄膜室溫巨磁電耦合效應研究

《Co基Z型六角鐵氧體薄膜室溫巨磁電耦合效應研究》是依託蘇州大學，由湯如俊擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：Co基Z型六角鐵氧體薄膜室溫巨磁電耦合效應研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：湯如俊
• 依託單位：蘇州大學

項目摘要

Co 基Z型六角鐵氧體的室溫巨磁電耦合效應使得其在磁性存儲器等微型電子器件中具有巨大的套用潛力。目前Co 基Z型六角鐵氧體方面的研究集中在塊體材料方面，納米尺度薄膜材料的製備和物理性質方面的研究非常少。本項目將針對Co基Z型六角鐵氧體薄膜的製備工藝和室溫巨磁電耦合效應展開研究。本項目首先將利用脈衝雷射沉積法製備Co基Z型六角鐵氧體多晶薄膜和C軸面外取向的外延薄膜，研究薄膜組分、製備工藝與薄膜微結構和室溫磁電耦合性能之間的關係。然後，選擇具有較好磁電耦合性能的薄膜組分，進一步研究Co基Z型六角鐵氧體外延薄膜的厚度尺寸效應對薄膜微結構、磁性能和室溫磁電耦合性能的影響，結合第一性原理模型理解應變對薄膜磁電耦合性能的影響機制。最後，針對Co基Z型六角鐵氧體外延薄膜的室溫逆磁電效應展開研究，研究外加電場對薄膜磁性特徵的影響規律，探索薄膜在多態信息存儲方面的套用潛力。

結題摘要

本項目計畫研究的Co基Z 型六角鐵氧體在室溫具有巨磁電耦合效應，這使得其在磁性存儲器等微型電子器件中具有巨大的套用潛力。目前Co基Z型六角鐵氧體方面的研究集中在塊體材料方面，納米尺度薄膜材料的製備和物理性質方面的研究非常少。本項目計畫針對Co 基Z 型六角鐵氧體薄膜的製備工藝和室溫巨磁電耦合效應展開研究。但是，本項目在不同基片上嘗試製備了Co基Z型六角鐵氧體多晶薄膜和外延薄膜，未能獲得成功。於是，本項目首先利用 X-射線光電子能譜（ XPS）的方法研究了不同退火氣氛下Co 基Z 型六角鐵氧體塊材中磁性離子的化學態,以更清楚理解Co基Z型六角鐵氧體的電學和磁電耦合性質。然後，從實驗上研究了Co基Z型六角鐵氧體的直流電阻機制、高頻介電特性和交流導電機制，並建立了相應的理論模型對結果進行了解釋。接著，從實驗上研究了Co基Z型六角鐵氧體的組分和溫度對材料磁性能的影響，並建立了對應的理論模型對結果進行了解釋。再研究了與Co基Z型六角鐵氧體具有相似磁學結構和磁電耦合性能的摻雜M型鐵氧體塊材的介電和磁介電性能。最後，成功製備了不摻雜和摻雜M型鐵氧體外延薄膜，研究了不摻雜M型鐵氧體外延薄膜的介電性能和交流導電機制，研究了摻雜M型鐵氧體塊材的磁性和室溫附近的磁介電性能。 本項目組發表標註項目號的SCI文章9篇，國際會議文章1篇，普通中文期刊文章兩篇；培養研究生4名，本科畢業生5名。