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毕业论文-Ni/PZT复合薄膜制备及性能研究，共54页，19041字
中文摘要
多铁性磁电复合材料同时存在铁电有序和磁有序，并且具有两种有序之间的
耦合作用，使其在传感器、换能器、存储器、自旋电子器件等领域有广泛的应用
前景。本论文分别制备了铁磁性 Ni 薄膜和铁电性 Pb(Zr0.52Ti0.48)O3 (PZT)薄膜，并
研究 Ni/PZT 复合磁电薄膜的电控磁性能。
采用磁控溅射方法，在(100)Si 基片上制备了铁磁性金属镍薄膜。用 VSM 测试
了薄膜的磁滞回线，测试结果显示磁化强度、磁化方向和矫顽场等磁性能随薄膜
厚度不同而发生变化。
采用溶胶-凝胶、旋涂工艺在(111)Pt/Si 基片上制备了铁电性 PZT 薄膜。在室温
下测试了薄膜的铁电回线，薄膜的矫顽场为 84 kV/cm，击穿场强为 1.5 MV/cm，
剩余极化强度约为 42 μC/cm2，漏电流很小。
采用上述方法，在(111)Pt/Si 基片上制备了一组多铁性磁电 Ni/PZT 双层薄膜。
铁磁层 Ni 薄膜的厚度分别为 11、18、28 nm。铁电层为 150 nm 的 PZT 薄膜。在
PZT 层施加电场时，Ni 薄膜的磁性能得到调制。采用磁光克尔效应(MOKE)测试
系统观察到电控磁现象，当外加电场小于或者大于 PZT 层的矫顽场时，MOKE
信号的曲线发生显著变化。
关键词：多铁性；磁电效应；复合薄膜；磁控溅射；磁光克尔效应
目录
第 1 章 引言 ... 1
第 2 章
研究背景 .. 1
磁电复合材料 . 2
磁电复合材料电控磁性能的研究现状 ... 3
多铁性磁电复合薄膜的应用前景 .... 6
本论文的选题 . 7
磁控溅射方法制备 Ni 薄膜及其性能 .. 8
前言 ... 8
磁控溅射方法制备 Ni 薄膜 8
工艺参数调控 . 8
2.2.2 Ni 薄膜的晶体结构和形貌 ...... 10
精确控制 Ni 薄膜厚度 ...... 12
2.3 Ni 薄膜磁性能的表征 12
2.3.1
磁化强度和矫顽场 ..... 13
2.3.2 Ni 薄膜厚度与磁性能的关系 .. 13
2.3
第 3 章
3.1
3.2
本章小结 15
溶胶-凝胶方法制备 PZT 薄膜及其性能表征 .. 16
前言 . 16
溶胶-凝胶方法制备 PZT 薄膜 . 16
3.2.1
溶胶凝胶法制备 PZT 薄膜的工艺参数 16
3.2.2 PZT 薄膜晶体结构和形貌 16
3.3 PZT 薄膜铁电性能的表征 18
3.3.1 PZT 薄膜的铁电回线 . 18
3.3.2 PZT 薄膜电畴分布及翻转 20
3.4
第 4 章
4.1
本章小结 21
Ni/PZT 复合薄膜电控磁性能的表征 . 22
前言 . 22
4.2 Ni/PZT 复合薄膜（断面）形貌表征 .... 22
4.3 Ni/PZT 复合薄膜电控磁性能测试 . 23
4.3.1 Ni/PZT 薄膜电控磁性能 ... 24
4.3.2
不同厚度 Ni 薄膜对电控磁性能的影响 ...... 25
4.4
本章小结 26
第 5 章
结论 . 27
插图索引 ...... 29
表格索引 ...... 31
参考文献 ...... 32
致谢 ... 35
声明 ... 36
附录 A
外文资料的书面翻译 ...... 37
在学期间参加课题的研究成果 ..... 47