材料磁电效应的研究及应用.doc

材料磁电效应的研究及应用 摘 要：磁电材料具有独特的磁电效应，能实现磁场与电场的相互转换，在磁电传感器、磁记录和微波器件等领域具有广泛的应用前景。本文阐述了磁电效应的产生机理及其研究历史，重点介绍了磁电复合材料的分类及相应的制备方法和研究状况。文章最后简述了磁电材料的几个主要应用方向。 关键词：磁电效应；磁电材料；复合材料；铁电；铁磁 Research and Application of Magnetoelectric effect Abstract: With a unique magnetoelectric effect, magnetoelectric material can achieve the mutual transformation between magnetic and electric fields, which has extensive applications in the field of magnetic sensors, magnetic recording and microwave devices. In this paper, the basic mechanism of the magnetoelectric effect and its research history were illustrated. The classification of magnetoelectric composites, the corresponding preparation methods and its research status were emphatically introduced. Finally, several main application directions of magnetoelectric material were sketched briefly. Keywords: ：magnetoelectric effect；magnetoelectric Materials；composites；ferroelectric; ferromagnetic 1引言 作为新材料研究领域的核心，具有力、热、电、磁、声、光等特殊性能的功能材料对高新技术的发展起着重要的推动和支撑作用。随着科学技术的高速发展和社会的进步，单一性能的材料有时很难满足新型功能器件对材料的要求。因此，研究和制备具有多重性能的材料已成为当今材料领域的研究热点[[] 毕 科, [] 毕 科, 王寅岗. 磁电复合材料的制备及其性能研究[D], 南京: 南京航空航天大学, 2012 众所周知，铁电材料具有铁电性、压电性、热释电效应、声光效应等一系列重要的特性，在铁电存储器、微电子机械系统(MEMS)等领域具有广泛的应用前景[[] Ren T L, Zhao H J, Liu L T, et al. Piezoelectric and ferroelectric films for microelectronic applications[J]. Materials Science and Engineering, 2003, 99(1-3): 159]。 铁磁材料是另外一类非常重要的功能材料 [] Ren T L, Zhao H J, Liu L T, et al. Piezoelectric and ferroelectric films for microelectronic applications[J]. Materials Science and Engineering, 2003, 99(1-3): 159 [] 武德起, 刘保亭, 闫 正, 等. 铁电薄膜及铁电存储器研究[J]. 河北大学学报(自然科学版) , 2005, 25(2): 225 2概念和机理 多铁性材料是指包含两种及两种以上铁的基本性能(铁电性、铁磁性、或者铁弹性)的材料，是一种聚集电性与磁性于一身的多功能材料[[] Eerenstein W, Mathur N D, Scott J F. Multiferroic and magnetoelectric materials[J]. Nature, 2006, 442: 759] 其中铁电性是指材料电荷在一定温度范围内具有自发极化，且可在外电场的作用下转向，呈宏观极化；铁磁性是指材料在一定温度范围内具有自发磁化，且可因外磁场的作用而转向，呈宏观磁性。磁电效应是指外加电场可以改变介质的磁学性质，或者外加磁场能够改变介质的电极化性质，这种效应被称作磁电效应(magnetoelectric effect)[[] Fiebig M. Revival of the magnetoel