喻秋山

(长江大学物理与光电工程学院，湖北 荆州 434023)

磁电效应(Magnetoelectric effect，ME)是一种外加电场时产生磁化或外加磁场时产生极化的特殊现象[1]。若将某些铁电相和铁磁相材料按照一定结构进行复合，可同时获得兼具磁致伸缩和电致伸缩特性的复合材料，并得到远超单相材料或产生单相材料所没有的磁电性能[2]。根据材料复合结构的不同，可大致分为0-3型颗粒复合型[3～5]、2-2型层状复合型[6]以及1-3型柱状复合型[7,8]3类(见图1)。

图1 复合材料的结构示意图

在磁电复合材料的组成中，铁电相材料是绝缘体，铁磁相材料一般是金属或金属氧化物。由于铁磁相材料电阻率低，在复合时易出现电流渗漏，且复合的两相相界面处常存在位错与晶格畸变，对两相的物理性质、界面结构特征、电子特性等产生影响，复合材料的多铁特性形成是诸多因素共同竞争的结果[2]。2-2型磁电复合薄膜由铁磁相膜层和铁电相膜层层叠而成，该结构的最大优点是高电阻率的铁电相膜层能阻隔相邻铁磁相膜层之间的连通，降低了复合材料的渗漏电流值，有利于提高复合材料的磁电性能，这也为新一代高性能磁电功能器件的开发提供了可能，可用于制备各种电控、磁控或磁-电双控的新型功能器件。除此之外，它还兼具磁致伸缩和压电特性，具有较高的介电常数和磁导率，可用于制作小型或微型的多功能电磁器件。因此，2-2型磁电复合材料成为近年来磁电复合材料研究的热点之一[9～11]。……