溶胶凝胶法制备LSMO/PZT复合薄膜材料及性能研究

来源 :西安理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:kandyyu
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磁电复合材料由于同时包含铁磁有序和铁电有序并且具有磁电耦合效应,使其在信息存储,自旋电子学和传感器等领域有潜在应用价值而受到广泛的关注。稀土Sr掺杂的钙钛矿锰氧化物Lal-xSrxMnO3(LSMO)材料有优良的电磁学性能和磁电阻效应,成为近年来研究较多的功能材料之一。此外它与同为钙钛矿结构的锆钛酸铅Pb(Zr0.52Ti0.48)O3(PZT)具有相近的晶体结构参数。若将两者分别作为复合材料的铁磁相与铁电相,制备高质量外延取向生长的薄膜材料对提高复合材料的性能具有重要的意义。  实验采用溶胶凝胶法制备了LSMO单相薄膜材料及LSMO/PZT复合薄膜材料。采用XRD、TEM、SEM、VSM和TFA等对所制备材料的结构和性能进行了表征。取得的实验结果如下:  (1)通过对不同Sr掺杂量的La1-xSrxMnO3晶体结构及其磁电输运性能进行分析研究,选择La0.67Sr0.33MnO3作为铁磁相。通过优化热处理条件和工艺,在单晶(00l)LaAlO3衬底上制备了具有良好c轴外延取向生长的La0.67Sr0.33MnO3薄膜材料,其磁电输运性能优于随机取向薄膜材料。  (2)制备了c轴择优取向生长的LSMO/PZT复合薄膜材料。XRD和TEM的测试分析结果显示材料有良好的择优取向性。复合薄膜截面的二次电子和背散射图片显示其界面清晰。通过测试分析,复合材料在室温下具有良好的铁磁性和铁电性,以LSMO作为底电极时PZT的剩余极化强度Pr为45.SμC/cm2,相对于随机取向材料提高了一倍。剩余极化随磁场的变化有一个先增大再减小的变化趋势,在所加磁场为1T时达到最大,为46.57μC/cm2。
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