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利用不同沉积温度和衬底控制压电/压磁异质结的磁电耦合系数

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【作者】 吴冬梅宁仁杰白刚刘治国

【Author】 Wu Dongmei;Ning Renjie;Bai Gang;Liu Zhiguo;School of Automation,Nanjing University of Posts and Telecommunications;College of Electronic Science and Engineering,Nanjing University of Posts and Telecommunications;Laboratory of Solid State Microstructures,Nanjing University;State Key Laboratory of Mechanics and Control of Mechanical Structures,Nanjing University of Aeronautics and Astronautics;

【机构】 南京邮电大学自动化学院南京邮电大学电子科学与工程学院南京大学固体微结构物理国家重点实验室南京航空航天大学机械结构力学及控制国家重点实验室

【摘要】 以生长在不同电极衬底:MgO,c-sapphire,a-sapphire,Si上的钙钛矿PbTiO3(PTO)/Terfenol-D压电/压磁异质结为例,利用唯象热力学理论研究了热应力对压电/压磁异质结磁电耦合效应的影响.计算结果表明,铁电薄膜内的热应力强烈依赖于薄膜沉积温度与衬底、薄膜之间热膨胀系数的差异,而热应力又显著影响磁电耦合性能.对于热膨胀系数大于薄膜材料的衬底,如MgO,铁电薄膜内的热应力为压应力,导致压电/压磁异质结的磁电电压系数增强;对于热膨胀系数小于薄膜材料衬底,如c-sapphire,a-sapphire,Si,铁电薄膜内热应力为拉应力,导致压电/压磁异质结的磁电电压系数减小.研究提出了通过改变沉积温度以及选择合适衬底来调控压电/压磁异质结磁电耦合效应的新思路,为工程上增强压电/压磁异质结磁电耦合性能提供了新的途径.

【基金】 国家自然科学基金(51602159);中国博士后科学基金(2016M590449);江苏省自然科学基金(BK20130873);江苏省博士后科学基金(1601242C);南京邮电大学国自基金孵化项目(NY215151,NY214072)
【所属期刊栏目】 硅基纳电子和光电子专栏 (2017年03期)
  • 【DOI】10.13232/j.cnki.jnju.2017.03.004
  • 【分类号】TB332
  • 【下载频次】11
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