鐵氧體薄膜的電化學(xué)制備及多鐵性磁電復(fù)合薄膜性能研究.pdf

1、同時(shí)具有磁性能、電性能以及磁電耦合效應(yīng)的材料叫做多鐵性磁電材料。多鐵性磁電材料可分為單相磁電材料和復(fù)合磁電材料。單相的磁電材料是本身就具有鐵電性、磁性以及磁電耦合效應(yīng)的多鐵性材料。復(fù)合磁電材料是由具有壓電特性的鐵電材料與具有磁致伸縮效應(yīng)的磁性材料組成的。復(fù)合磁電材料中的磁性部分多由鐵氧體材料提供。眾所周知，不同的鐵氧體中，尖晶石結(jié)構(gòu)的鈷鐵氧體作為作為一種硬磁材料具有高的矯頑力，良好的飽和磁化強(qiáng)度，顯著的化學(xué)穩(wěn)定性以及機(jī)械硬度而被人們廣泛

2、關(guān)注，而同樣，由于其較高的磁致伸縮效應(yīng)有望用來(lái)與鐵電材料復(fù)合形成磁電耦合復(fù)合材料。此外，近年來(lái)，如何控制生產(chǎn)工藝而沉積出不同形態(tài)的鈷鐵氧體薄膜也開始成為了人們的關(guān)注熱點(diǎn)。
　　本文研究的是在 Pt/Ti/SiO2/Si基片上利用電化學(xué)沉積并陽(yáng)極活化的方法制備出了陣列型枝晶狀的鈷鐵氧體（CoFe2O4, CFO）薄膜。首先，在室溫下，利用電化學(xué)沉積法在硫酸鐵和硫酸鈷的電解液中制備出了鈷鐵合金（CoFe2,CF）薄膜。因此，實(shí)驗(yàn)中對(duì)于

3、制備鈷鐵氧鐵薄膜的的晶體結(jié)構(gòu)，微觀形貌以及薄膜的性能所需的實(shí)驗(yàn)條件進(jìn)行分析。發(fā)現(xiàn)了一項(xiàng)有趣的現(xiàn)象，很多論文中報(bào)道出的利用電化學(xué)沉積法制備出CF合金薄膜后，再通過(guò)在空氣中燒結(jié)出平整均勻的CFO薄膜這一結(jié)果不同，我們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)陽(yáng)極活化處理的CF合金薄膜通過(guò)在空氣環(huán)境中進(jìn)行燒結(jié)后，可以得到一種柱狀的甚至枝晶狀結(jié)構(gòu)的CFO薄膜。陽(yáng)極處理在很多論文里面是起到氧化作用的，可以將CF合金薄膜氧化成為CFO薄膜。而我們發(fā)現(xiàn)，陽(yáng)極處理這一過(guò)程并不是氧化作用

4、，對(duì)于得到CFO薄膜不是必須的一個(gè)過(guò)程，但卻對(duì)于得到柱狀甚至枝晶狀鐵氧體薄膜時(shí)一個(gè)很重要的過(guò)程，并且鐵氧體薄膜的柱狀結(jié)構(gòu)可以通過(guò)調(diào)節(jié)陽(yáng)極活化的參數(shù)得到不同厚度的薄膜。
　　X射線衍射（XRD）儀和 X射線光電子能譜（XPS）用來(lái)表征鈷鐵氧體薄膜的晶體結(jié)構(gòu)，原子力顯微鏡（AFM）和掃描電子顯微鏡（SEM）用來(lái)表征薄膜的微觀形貌。振動(dòng)樣品磁強(qiáng)計(jì)（VSM）也被用來(lái)測(cè)量薄膜的磁滯回線。同時(shí)鐵電體電滯回線測(cè)量?jī)x等電學(xué)測(cè)試儀器被用于復(fù)合薄膜的