Электронный каталог НБ БНТУ

Статья

Применение барьерных слоев диоксида титана для формирования мультиферроиков ферромагнетик/сегнетоэлектрик = Application of titanium dioxide barrier layers for the ferromagnetic/ferroelectric multiferroics formation / А. И. Стогний [и др.]. – DOI The layered multiferroics Co/PZT were obtained by ion-beam sputtering-deposition method, where PZT is a ferroelectric ceramic based on lead titanate zirconate of the composition PbZr0.45Ti0.55O3 with a thermostable plane-parallel ferroelectric/ferromagnet interface. Using cross-sectional scanning electron microscopy (SEM), we studied the interface of a cobalt layer up to several micrometers thick with a thick ceramic substrate of lead zirconate titanate. It has been shown that the use of a titanium dioxide barrier layer of TiO2 instead of PZT allows quality improvement of the interface by reducing the duration of ion-beam planarization of the ferroelectric substrate, and also to eliminate the formation of intermediate chemical compounds. Based on the data of X-ray phase analysis (XRD), it was concluded that the TiO2 layer is amorphous. Magnetoelectric measurements have shown that the use of titanium dioxide instead of PZT under appropriate planarization modes can increase the low-frequency magnetoelectric effect to 5 mV/(cm ∙ Oe), compared with structures with a sputtering planarizing layer of PZT, where the magnitude of the low-frequency magnetoelectric effect is 2 mV/(cm ∙ Oe). These results allow us to improve the characteristics of these structures when used as sensitive elements in devices for formation - processing of information and magnetic field sensors based on the magnetoelectric effect. The layered multiferroics Co/PZT were obtained by ion-beam sputtering-deposition method, where PZT is a ferroelectric ceramic based on lead titanate zirconate of the composition PbZr0.45Ti0.55O3 with a thermostable plane-parallel ferroelectric/ferromagnet interface. Using cross-sectional scanning electron microscopy (SEM), we studied the interface of a cobalt layer up to several micrometers thick with a thick ceramic substrate of lead zirconate titanate. It has been shown that the use of a titanium dioxide barrier layer of TiO2 instead of PZT allows quality improvement of the interface by reducing the duration of ion-beam planarization of the ferroelectric substrate, and also to eliminate the formation of intermediate chemical compounds. Based on the data of X-ray phase analysis (XRD), it was concluded that the TiO2 layer is amorphous. Magnetoelectric measurements have shown that the use of titanium dioxide instead of PZT under appropriate planarization modes can increase the low-frequency magnetoelectric effect to 5 mV/(cm ∙ Oe), compared with structures with a sputtering planarizing layer of PZT, where the magnitude of the low-frequency magnetoelectric effect is 2 mV/(cm ∙ Oe). These results allow us to improve the characteristics of these structures when used as sensitive elements in devices for formation - processing of information and magnetic field sensors based on the magnetoelectric effect. 10.29235/1561-8358-2020-65-2-145-152 // Весцi Нацыянальнай акадэмii навук Беларусi.Серыя фiзiка-тэхнiчных навук / гл. ред. С.А. Чижик; учредитель Национальная академия наук Беларуси (Минск). – 2020. – Т.65 N2. – С. 145-152. – На рус. яз.

С помощью метода ионно-лучевого распыления - осаждения получены слоистые мультиферроики Co/ЦТС (ЦТС - сегнетоэлектрическая керамика на основе цирконата титаната свинца состава PbZr0,45Ti0,55O3 с термостабильным плоскопараллельным интерфейсом сегнетоэлектрик/ферромагнетик), обладающие воспроизводимыми низкочастотными магнитоэлектрическими характеристиками при комнатной температуре. Методом растровой электронной микроскопии (РЭМ) поперечного сечения исследована граница раздела слоя кобальта толщиной до нескольких микрометров с толстой керамической подложкой цирконата - титаната свинца. Показано, что использование барьерного слоя диоксида титана TiO2 вместо ЦТС позволяет добиться улучшения качества интерфейса за счет уменьшения длительности ионно-лучевой планаризации сегнетоэлектрической подложки, а также исключить образование промежуточных химических соединений. На основе данных рентгенофазового анализа (РФА) сделан вывод об аморфности слоя TiO2, который по сравнению с кристаллическим позволяет более равномерно, без искажений, передавать внутренние напряжения, возникающие между сегнетоэлектрической подложкой и ферромагнитным слоем. Это приводит к более эффективному магнитоэлектрическому взаимодействию и значительному по величине (в единицы - десятки мВ/А) низкочастотному магнитоэлектрическому эффекту при комнатной температуре. Магнитоэлектрические измерения показали, что использование диоксида титана вместо ЦТС при соответствующих режимах планаризации приводит к увеличению низкочастотного магнитоэлектрического эффекта до 5 мВ/(см ∙ Э) по сравнению со структурами с напылением планаризующего слоя ЦТС, где величина данного эффекта составляет 2 мВ/(см ∙ Э). Эти результаты позволяют улучшить характеристики указанных структур при использовании в качестве чувствительных элементов в устройствах формирования - обработки информации и датчиков магнитного поля на основе магнитоэлектрического эффекта.
The layered multiferroics Co/PZT were obtained by ion-beam sputtering-deposition method, where PZT is a ferroelectric ceramic based on lead titanate zirconate of the composition PbZr0.45Ti0.55O3 with a thermostable plane-parallel ferroelectric/ferromagnet interface. Using cross-sectional scanning electron microscopy (SEM), we studied the interface of a cobalt layer up to several micrometers thick with a thick ceramic substrate of lead zirconate titanate. It has been shown that the use of a titanium dioxide barrier layer of TiO2 instead of PZT allows quality improvement of the interface by reducing the duration of ion-beam planarization of the ferroelectric substrate, and also to eliminate the formation of intermediate chemical compounds. Based on the data of X-ray phase analysis (XRD), it was concluded that the TiO2 layer is amorphous. Magnetoelectric measurements have shown that the use of titanium dioxide instead of PZT under appropriate planarization modes can increase the low-frequency magnetoelectric effect to 5 mV/(cm ∙ Oe), compared with structures with a sputtering planarizing layer of PZT, where the magnitude of the low-frequency magnetoelectric effect is 2 mV/(cm ∙ Oe). These results allow us to improve the characteristics of these structures when used as sensitive elements in devices for formation - processing of information and magnetic field sensors based on the magnetoelectric effect.

537.63:621.793.18

общий = БД Техника
общий = ДИОКСИД ТИТАНА
общий = МУЛЬТИФЕРРОИКИ
общий = ФЕРРОМАГНЕТИКИ
общий = СЕГНЕТОЭЛЕКТРИКИ
общий = ИОННО-ЛУЧЕВАЯ ОБРАБОТКА
общий = СЛОИСТЫЕ СТРУКТУРЫ
общий = МАГНИТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ