磁电阻材料的研究进展

磁电阻效应在基础研究上具有重要意义及广泛的应用前景,寻找既具有低饱和场,又具有高磁电阻效应的磁性材料已成为当前国际上材料研究热点之一.本文介绍了几种磁电阻效应以及磁电阻材料在高密度读出磁头、磁性随机存储器等领域的应用前景.     

多铁磁电复合材料—功能材料领域的闪亮新星

在功能材料研究领域,人工复合的多铁磁电材料因具有室温环境下特殊的磁电性能——铁电有序和铁磁有序共存及"磁-力-电"转换特性(磁电耦合效应),在磁传感器、换能器、微波器件、存储器等方面有着十分诱人的实用价值与应用前景。本文在回顾多铁磁电复合材料背景知识的基础上,重点介绍磁电复合材料磁电耦合机理、设计原理、制备方法与研究现状、理论分析方法与磁电效应表征方法相关内容,最后总结、展望多铁磁电复合材料未来研究中的一些重要问题。     

巨磁电阻材料及应用

介绍了什么是巨磁电阻效应,以及由此获得的一种新型功能材料—巨磁电阻材料;巨磁电阻材料的不同类型,描述了其特性;此外还介绍了用于计算机硬磁盘驱动器的巨磁电阻磁头和巨磁电阻随机存储器的最新应用和开发,指出巨磁电阻材料在传感器等方面的应用也令人瞩目,有着广阔的市场前景.     

磁性颗粒复合介质中磁电阻机制诱导的庞磁电容效应

最近的实验和理论研究表明,磁电阻效应结合Maxwell-Wagner电路模型,磁性颗粒复合介质中也可能产生庞磁电容效应.这种庞磁电容效应与传统的磁电材料中由于直接的磁电耦合机制而产生的磁电容效应不同,它将会具有很高的实际应用价值.从磁性颗粒复合体系微观结构出发,应用Maxwell-Garnett理论(MGT)和磁电阻机制,研究了磁性颗粒复合体系中的庞磁电容效应随外加磁场和组分浓度p的变化关系,很好地解释了实验结果.     

多铁和磁电材料的第一性原理研究（英文）

多铁材料是一类由自旋、电荷、晶格和轨道等多种自由度的相互作用引起的具有2种或者2种以上铁序的功能材料.近年来关于多铁性的报道屡见报端杂志,表明越来越多的研究人员关注着这一领域的研究进展.在这些研究成果中,第一性原理研究在解释实验观测,发现新物理机制和预测新型多铁、磁电材料方面都扮演着先锋角色.本文回顾了第一性原理在材料领域,尤其是多铁性、磁电效应和隧道结研究中的广泛应用和主要成果.结合最近发展的理论研究方法,例如选择性轨道加场法,评述了这些手段在解释多铁和磁电材料中奇异物理现象方面的有效性.由于电控磁性是多铁领域和自旋电子学领域追求的共同目标,因此总结了第一性原理研究在电控磁性方面所取得的成果.最后,本文概述了多铁和磁电材料在实际应用中亟待解决的问题,并且着重展望了若干种利于解决多铁和磁电材料领域实际问题的研究方法.本文通过深入探讨过渡金属氧化物中的铁电起源以及多铁体中铁电性和磁序的共存现象,期望能有益于新型多铁和磁电材料的探索.     

多层薄膜的巨磁电阻效应及其应用

本文介绍了多层薄膜的巨磁电阻效应。由铁磁材料与非磁材料相间构成的厚度在几纳米的多层膜超晶格结构,具有特殊的磁电效应,在磁场作用下呈现电阻剧烈下降现象,即所谓巨磁电阻效应。该效应在硬盘磁头读出器、弱磁探测等方面具有广泛应用价值。     

六角多铁HoMnO3的磁电性质及其研究进展

六角HoMnO3材料是近年来多铁性磁电材料研究中一个极其重要且具有代表性的材料.文章全面概述了多铁材料HoMnO3的磁电性质以及近年来国内外的相关研究进展,包括HoMnO3的低温自旋交换作用、磁性相变、外加电场诱导的磁化改变、铁电极化机理以及由于磁弹、自旋晶格耦合、自旋声子耦合作用导致的巨磁电效应等.重点评述了HoMnO3材料磁电效应产生的物理机制,在此基础上,讨论了应用过程中存在的问题,提出了解决的可能途径.     

电容型磁阻抗效应的退磁因子影响研究

研究了室温下磁致伸缩材料的退磁因子对磁电复合振子磁阻抗效应的影响.设计了长方体和四方体两种磁致伸缩板与相同压电板构成磁电复合振子,在磁电复合振子谐振和反谐振频率下,研究了退磁因子对其磁阻抗、磁电容、磁电感的影响.在谐振频率下,磁电复合振子的阻抗、电容、电感随磁场的变化趋势基本相似,但磁致伸缩为长方体时,磁电复合振子的阻抗、电容、电感达到饱和所需磁场明显小于磁致伸缩为四方体的复合振子达到饱和所需磁场.在反谐振频率下,退磁因子对阻抗和电感随磁场变化的影响与谐振频率基本相同,但退磁因子对磁电容的影响行为明显不同,四方体的磁电复合振子电容在H=1 600 Oe和H=1 700 Oe之间出现震荡,磁电容高达44 000%,而长方体复合振子没有振荡现象.从磁学的观点,理论分析了退磁因子对磁电复合振子磁阻抗效应的影响,该研究为磁场传感器在低磁场探测方面提供了实验及理论基础.     

巨磁电阻材料及应用

介绍了什么是巨磁电阻效应，以及由此获得的一种新型功能材料——巨磁电阻材料：巨磁电阻材料的不同类型，描述了其特性；此外还介绍了用于计算机硬磁盘驱动器的巨磁电阻磁头和巨磁电阻随机存储器的最新应用和开发，指出巨磁电阻材料在传感器等方面的应用也令人瞩目，有着广阔的市场前景。     

压电/压磁条环磁电复合材料的逆磁电效应

研究了压电/压磁条环磁电复合材料在弯曲谐振频率下的逆磁电效应(CME),其中压电材料为锆钛酸铅(PZT),压磁材料为镍锌铁氧体(NiZn ferrite).由于PZT与镍锌铁氧体环之间的机电耦合,该磁电材料在一阶弯曲谐振频率和一阶纵向谐振频率处的逆磁电系数明显大于非谐振频率处的逆磁电系数.在一阶弯曲谐振频率下,该磁电材料在H=190 Oe、E=200 V/cm测得较大磁感应强度(B_m≈2.13×10~(-5)G).B_m在-130 OeH130 Oe间呈现的磁滞现象源于镍锌铁氧体环压磁效应和PZT铁弹效应的共同作用.在H=0 Oe、±50 Oe,利用不同变化趋势下的磁场及周期性通断的交流信号实现了三稳态磁感应强度的转换.     

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.     

高温度稳定性磁电复合材料的制备及其性能

以锆钛酸铅(PZT)为压电相,分别以Ni和非晶铁合金(Metal-glass)为磁致伸缩相,采用焊接的方法制备了层状磁电复合材料Ni/PZT/Ni和Metal-glass/PZT/Metal-glass,并研究其在0~100℃范围内的磁电效应.结果表明,通过焊接复合得到的2种层状磁电复合材料都表现出良好的温度稳定性,在0~100℃范围内磁电电压系数基本保持恒定,有望用于高温磁电器件的设计.     

2013-09 封面图片说明——稀土锰氧化物掺杂材料的电磁特性

 钙钛矿型化合物具有十分重要的铁电压电、高温超导、光子非线性、庞磁电阻、磁致冷和催化等性质.在庞磁电阻材料研究中,具有钙钛矿结构的稀土掺杂锰氧化物材料是数十年来凝聚态物理研究的重要领域.由于其载流子自旋极化率接近100%,且在铁磁转变居里温度附近表现出庞磁电阻效应引起人们的广泛兴趣,而镧系稀土锰氧化物更是备受关注.研究发现,多晶锰氧化物在较低磁场下仍然能够表现出较好的低场磁电阻效应.近年来,发展前景良好的磁致冷工质材料,钙钛矿结构稀土锰氧化物的磁卡效应研究再次引起广泛关注.大部分稀土元素的磁矩都很高,有利于产生大的磁熵变,但居里温度偏低.人们普遍认为,利用掺杂使锰氧化物的居里温度接近理想值,同时又保持其具有大的磁熵变这一特点,有可能取得新的突破.     

巨磁电阻效应的发现及其应用——2007年诺贝尔物理学奖评述

2007年度诺贝尔物理学奖授予法国国家科学研究中心的阿尔贝.费尔和德国于利希研究中心的彼得.格林贝格尔,以表彰他们在19年前各自独立发现了巨磁电阻效应,为现代信息技术的迅速发展所作出的奠基性贡献.文章仅就这两位科学家在巨磁电阻效应的发现及其应用方面的贡献进行评述.     

铁电/铁磁复合材料的制备及研究进展

铁电/铁磁复合材料是一种新型的功能材料,不仅集合了铁电性和铁磁性的优点,而且具有磁电耦合效应,因此具有十分广泛的应用前景.本文系统介绍并评述了铁电/铁磁复合材料的磁电效应、制备方法以及研究的现状,探讨了铁电/铁磁复合材料研究中亟待解决的问题及发展趋势.     

六角多铁HoMnO3的磁电性质及其研究进展

六角HoMnO3材料是近年来多铁性磁电材料研究中一个极其重要且具有代表性的材料.文章全面概述了多铁材料HoMnO3的磁电性质以及近年来国内外的相关研究进展,包括HoMnO3的低温自旋交换作用、磁性相变、外加电场诱导的磁化改变、铁电极化机理以及由于磁弹、自旋晶格耦合、自旋声子耦合作用导致的巨磁电效应等.重点评述了HoMn...     

巨磁电阻效应简述及其应用

巨磁电阻效应是近年来磁电阻领域的一项重要的发现,发展了将近二十多年。许多新型的磁电子器件因此应运而生,并对产业和经济产生了巨大的影响。文章简单介绍了巨磁电阻效应的发展和基本原理,并重点介绍了巨磁电阻效应在四个方面的主要应用。     

La0.67Ca0.33MnO3/Zn0.95Co0.05O复合材料的输运特性

用溶胶凝胶法制备了Zn0.95Co0.05O包覆的La0.67Ca0.33MnO3 (LCMO) 纳米复合材料,研究了包覆材料对磁电阻性能的影响.实验结果表明,Zn0.95Co0.05O的表面包裹(修饰)大幅度增强了复合材料的磁电阻值;低场和高场下以及不同的温度区域内磁电阻有着不同的温度和磁场效应,意味在不同温区具有不同的磁电阻机制;采用低温隧穿磁电阻效应和逾渗模型较好地解释了实验结果.     

多铁性异质结研究进展

多铁异质结中的磁电耦合效应是凝聚态物理和材料物理的研究热点之一.相比单相的多铁材料,多铁异质结中界面处的自旋、电荷、轨道以及晶格之间存在着复杂的相互作用,导致出现一些新的物理现象,使得其在新一代的存储器、传感器、微波等领域中具有重要的应用前景.文章介绍近年来在多铁异质结方向取得的进展,着重介绍实现电场对磁性控制的场效应、应变效应、交换偏置效应等,以及磁场对多铁性的调控,从而获得很大的磁电耦合效应;分析了多铁隧道结及其磁电耦合效应,其集成了传统铁电隧道结和铁磁隧道结的优势,可大幅度提高单个存储单元存储状态,从而提高存储密度.最后提出当前面临的问题和对未来的展望.     

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．