层状磁电复合材料的磁电转换分析

提出层状磁电复合材料L-T模型,从压电效应和压磁效应本构方程出发,采用等效电路法对复合材料的磁电电压系数进行理论分析,并对材料磁电响应进行了数值计算,得出磁电响应仿真结果,所推导的磁电电压系数公式与等效电路模型公式得出的计算值相符,为磁电层材料的制备和优化提供理论工具。     

混合烧结磁电复合材料的研究

分析了单相材料性能及混合比对复合材料磁电效应的影响，探讨了混合烧结磁电复合材料的相分布。选取ｋ３３大的ＰＺＴ（Ｂ）为压电相、Ｎｉ（Ｃｏ，Ｍｎ）Ｆｅ２Ｏ４为磁致伸缩相，采用混合烧结法，获得了磁电转换系数（ｄＥ／ｄＨ）ｍａｘ达０．３１４２Ｖ／Ａ的磁电复合材料。     

Terfenol-D/PMNT/Terfenol-D层状磁电复合材料的磁电效应分析

从压电效应和压磁效应本构方程出发,建立了层状磁电复合材料的1-3模型,结合材料机械运动学方程和电路状态方程,推导出层状磁电复合材料的磁-机-电等效电路,并全面分析磁电转换效应。既而提出新型层状磁电复合材料Terfenol-D/PMNT/Terfenol-D,以提出的1-3模型为例,对此材料的磁电响应进行数值计算,用Matlab仿真得出计算结果,从而得出该结构的层状磁电复合材料的磁电转换系数要高于市场上广泛使用的Terfenol-D/PZT/Terfenol-D复合材料的磁电转换系数,为新型磁电材料的制备提供理论依据。     

Terfenol-D和Cymbal迭层器件的磁电耦合效应

报道一种由Terfenol-D(Tb1-xDyxFe2)和Cymbal组成的新型器件.在器件中Cymbal位于两片Terfenol-D之间.在横向极化和横向磁化的模式(T-T)下,其磁电电压系数在0.5kOe的偏置磁场作用下为41.0mV/Oe(1kHz),大于Terfenol-D/PZT/Terfenol-D结构的磁电电压系数.磁电电压系数提高的原因起源于具有高压电系数的Cymbal和高磁致伸缩系数的Terfenol-D之间的耦合.     

新型磁电复合材料传感器的理论分析

设计了巨磁致伸缩材料（Terfenol-D）／锆钛酸铅（PZT）／巨磁致伸缩材料（Terfenol-D）三层磁电材料L-T模型传感器，利用所设计的磁电传感器，可以精密测试磁场强度。采用等效电路法对复合材料的磁电电压系数进行理论分析与计算，表明所设计的传感器具有很高的磁场测量精度，建立的方程对磁电传感器的设计具有指导作用。     

Terfenol-D/PMNT/Terfenol-D层状磁电复合材料的磁电效应分析

从压电效应和压磁效应本构方程出发,建立了层状磁电复合材料的1-3模型,结合材料机械运动学方程和电路状态方程,推导出层状磁电复合材料的磁-机-电等效电路,并全面分析磁电转换效应.既而提出新型层状磁电复合材料terfenol-D/PMNT/Terfeno1-D,以提出的1-3模型为例,对此材料的磁电响应进行数值计算,用Ma...     

纵向极化与磁化的压电/磁伸材料磁电效应理论及实验

将磁致伸缩材料及压电材料的本构方程与运动方程相结合, 考虑到压电材料具有高输出阻抗特点及测试仪器的有限输入阻抗和传输信号引线电容对磁电效应输出电压的影响, 给出了纵向极化压电材料与纵向磁化的Terfenol-D 巨磁伸材料形成的磁电元件的磁电效应理论. 研制了由六根一维磁伸材料构成的磁电元件并对其磁电效应性能进行了测试. 与前人的理论结果比较可见考虑测试系统有限输入阻抗及电缆电容后建立的磁电效应理论与实验结果更吻合.传输信号的电缆电容及测试仪器输入阻抗对检测结果产生很大的影响,它可用于解释实际中检测到的电压远小于开路电压理论结果的原因.开路下纵向极化磁电元件磁灵敏度的理论值达6 V/Oe(1 Oe=79.6 A/m),而仪器实际检测到的磁灵敏度(电压转换系数)仅为数百毫伏每奥.     

PbTiO3-CoFe2O4磁电材料样品库的同步辐射X射线衍射结构分析

用高分辨微区同步辐射X射线衍射研究了PbTiO3-CoFe2O4组合材料样品库晶嵌：结构随成分的变化，发现在80％PbTiO3成分附近存在着一个由外延应力引起的狭窄立方相区．分析表明，正是此相区的存在造成了该区域介电常数、非线性介电常数和磁电系数异常的增大．     

考虑非等长应变的磁电层合材料低频磁电响应特性

本文提出了一种考虑非等长应变的磁电层合材料低频磁电响应模型.该模型以剪切应力传递应变为基础,采用应力函数法分析了磁致伸缩层、压电层的应力和应变,利用粘接处的应变相等,求出了开路状态下磁电层合材料L-T模式的低频磁电响应特性.该模型能研究磁致伸缩材料的柔顺系数、压磁系数、层合比、压电材料的机电耦合系数、压电系数等参数对磁电电压系数的影响,并与等效电路法、两种考虑退磁场的等效电路法以及实验结果进行了对比研究.针对Terfenol-D/PZT/Terfenol-D的研究结果表明:理论结果与实验结果误差为5.42%,与其他方法相比,本文的结果与实验结果吻合得更好.     

半导体-金属复合结构中的异常磁电阻效应分析

从电磁方程的解析解出发,分析高对称性vander Pauwdisk装置的异常磁电阻效应,重点研究该体系的几何非均匀性与物理非均匀性对整体磁电阻效应的影响．通过定义三个非均匀参数表征体系的非均匀性,给出该装置中电磁输运性质随非均匀系数的变化．计算结果表明,体系的磁电阻比值在一定的几何非均匀结构下达到最优化,整个装置在磁场下呈现出良好的开关效应．同时,材料在迁移率和电阻率上的非均匀性对异常磁电阻效应产生明显影响．特别地,组分电阻率的差别导致异常磁电阻效应出现符号翻转．     

具有磁电效应的A类反铁磁系统的自旋波理论

自旋波理论通常用来研究低温下各类铁磁、反铁磁的磁性质 .运用自旋波理论 ,考虑外电场作用下产生的磁电效应 ,研究了A类反铁磁系统在主要高对称性方向的自旋波频谱以及由于磁电效应而发生的改变 .发现磁电效应电场的作用相当于一个虚构的磁场 ,能够引起自旋波能谱的分裂     

Adjusting the voltage step-up ratio of a magnetoelectric composite transformer

A magnetoelectric composite transformer is proposed. The voltage step-up ratio can be adjusted by an applied magnetic field based on the direct and converse magnetoelectric effects. The nonlinear relationship between the voltage step-up ratio and magnetic field is caused by the nonlinear relationship of the magnetoelectric effect in magnetic field.     

Shape demagnetization effect on layered magnetoelectric composites

Magnetoelectric （ME） voltage coefficient of plate layered magnetostricUve-piezoelectric composites was always considered independent of the in-plane size due to the oversimplification in ME theoretical models. Here we report that the ME voltage coefficient depends on the in-plane size owing to shape demagnetization effect on magnetostriction. Both theoretical analysis and experimental results indicate that ME voltage coefficient of layered ME composites changes with the variation in in-plane sizes （length and width）. ME coefficient increases with a rise in in-plane sizes, and different aspect ratio also results in different ME coefficients. Proper design of in-plane shape will greatly promote the development of ME devices.     

Equivalent circuit method for static and dynamic analysis of magnetoelectric laminated composites

Magnetoelectric equivalent circuit analytical method is presented for laminate composites of magnetostrictive Terfenol-D （TbxDy1-xFe2） and piezoelectric Pb（Zr1-xTix）O3 （PZT） operated in longitudinal magnetized and transverse polarized （or L-T）, and transverse magnetized and transverse polarized （or T-T） modes. Magnetoelectric （ME） couplings both at low-frequency and resonance-frequency have been studied, and our analysis predicts that （i） the ME voltage coefficients of both L-T and T-T modes increase with increasing the thickness of the piezoelectric phase whereas magnetostrictive phase thickness keeps constant, and then tend to saturation when the thickness ratio of piezoelectric phase to magnetic phases is 〉3; （ii） there are the optimum thickness ratios that maximize magnetoelectric （ME） voltage coefficients for the two modes, which are dependent on elastic compliances ratio of piezoelectric phase and magnetostrictive phase; and （iii） the ME voltage coefficients are dramatically increased by a factor of -Qm, when operated at resonance frequency. A series of TerfenoI-D/PZT laminates were fabricated, and the results were compared with the theoretical ones. Experiments confirmed that equivalent circuit method is a useful tool for optimum designs of ME laminates.     

A four-state memory cell based on magnetoelectric composite

A four-state memory can store four states in each memory cell. We designed a four-state memory cell using Co/PZT magnetoelectric composite and observed a broad magnetoelectric hysteretic output loop on applying magnetic field. Based on magnetoelectric hysteresis, we developed a read method by applying a bias magnetic field on the memory cell. Results gave clearly four-state signals of 15.8, -4.4, 5.5 and -11.3μV, which demonstrated the feasibility of our design.     

磁电耦合对于铁电磁系统的磁性关联的影响

铁电磁系统具有在低温下铁电有序和(反)铁磁有序自发共存的特征,存在内禀的磁电耦合效应.利用了铁电软模理论和基于海森堡模型的平均场近似理论,分别研究了磁电耦合对铁电、铁磁有序共存系统和铁电、反铁磁有序共存系统的磁性质的影响.结果发现在一定的外磁场条件下,无论是铁电、铁磁有序共存的系统还是铁电、反铁磁有序共存的系统,磁电耦合都相当于一个虚拟的外磁场,且系统的铁磁性关联会随着耦合常数的增加而增加.     

应变调控柔性电子器件磁电性质的研究进展

柔性电子器件具有独特的形状可塑性,因而引起了人们极大的研究热情.柔性电子器件在未来或将成为下一代电子器件的重要分支,在电子显示、二极管、生物医疗器件、太阳能电池等领域有着广阔的发展前景.近些年,许多研究人员将柔性技术与自旋电子学相结合,开始探索应变对于生长在柔性衬底上的磁电异质结磁电性质的影响,通过改变柔性衬底的曲率等手段调控器件的磁电效应.相关基础研究为磁存储器、磁传感器、非易失性阻变存储器等电子器件的研究开辟了新思路.