Multiferroic composites are very promising materials because of their applicability because the magnetoelectric effect occurs in them. The subject of the study were two multiferroic ceramic composites: leaded obtained from powder of the composition PbFe0.5 Nb0.5 O3 and ferrite powder of the composition Ni0.64 Zn0.36 Fe2 O4 and unleaded which was obtained from the powder of the composition BaFe0.5 Nb0.52 O3 and the same ferrite powder Ni0.64 Zn0.36 Fe2 O4. For the both multiferroic materials the following studies were conducted: SEM, BSE, EDS, XRD and the temperature dependence of dielectric constant ε(T). Using the previously developed method of calculating the magnetoelectric coupling factor (g), based on dielectric measurements, the magnitude of the magnetoelectric effect in the multiferroic composites was determined.
2
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
In the multiferroic composite material, the ferroelectric and ferromagnetic properties are closely correlated through the coupling interaction between the electric and magnetic orders. We attempted to receive the magnetoelectric composite materials and to determine the values of magnetoelectric coupling coefficient. The microstructure of obtained ferroelectric-ferromagnetic composite materials were also studied. The main component of the ferroelectric-ferromagnetic composite was PZT type powder (with ferroelectric properties) which was synthesized using the sintering of a mixture of simple oxides in a solid phase. The second element of the ferroelectric-ferromagnetic composite was the ferrite powder with ferromagnetic properties. The ferrite powder was synthesized using calcination. Next, the mixed components were compacted by pressing, consequently pressureless sintered and characterized. Based on the theoretical model of coupling between ferroelectric and ferromagnetic properties in multiferroic composites, values of the magnetoelectric coupling coefficients were specified.
PL
Ferroelektryczność i ferromagnetyzm w multiferroikowym materiale kompozytowym są ze sobą ściśle związane poprzez oddziaływanie sprzężenia pomiędzy uporządkowaniem elektrycznym i magnetycznym. Podjęto próbę otrzymania magnetoelektrycznego materiału kompozytowego i określono wartości współczynnika sprzężenia magnetoelektrycznego. Zbadano także mikrostrukturę otrzymanego materiału kompozytowego. Głównym składnikiem kompozytu ferroelektryczno-ferromagnetycznego był proszek typu PZT o ferroelektrycznych właściwościach, który zsyntezowano z mieszaniny prostych tlenków w fazie stałej. Drugim składnikiem kompozytu ferroelektryczno-ferromagnetycznego był proszek ferrytowy o właściwościach ferromagnetycznych. Proszek ferrytowy zsyntezowano metodą kalcynacji. Następnie mieszanina składników została zagęszczona poprzez prasowanie i poddana swobodnemu spiekaniu. Wartości współczynnika sprzężenia magnetoelektrycznego zostały określone na podstawie teoretycznego modelu sprzężenia pomiędzy właściwościami ferroelektrycznymi i ferromagnetycznymi w kompozycie multiferroikowym.
In the present work, the magnetoelectric coupling coefficient, from the temperature dependences of the dielectric permittivity for the multiferroic composite was determined. The research material was ferroelectric-ferromagnetic composite on the based PZT and ferrite. We investigated the temperature dependences of the dielectric permittivity (ε) for the different frequency of measurement’s field. From the dielectric measurements we determined the temperature of phase transition from ferroelectric to paraelectric phase. For the theoretical description of the temperature dependence of the dielectric constant, the Hamiltonian of Alcantara, Gehring and Janssen was used. To investigate the dielectric properties of the multiferroic composite this Hamiltonian was expressed under the mean-field approximation. Based on dielectric measurements and theoretical considerations, the values of the magnetoelectric coupling coefficient were specified.
PL
W niniejszej pracy określono współczynnik sprzężenia magnetoelektrycznego na podstawie pomiarów temperaturowych zależności przenikalności dielektrycznej, wykonanych dla multiterroikowego kompozytu. Materiałem badań był ferroelektryczno-ferromagnetyczny kompozyt powstały na bazie PZT i ferrytu. Przebadano temperaturowe zależności przenikalności dielektrycznej (ε) dla kilku różnych częstotliwości pola pomiarowego. Z pomiarów dielektrycznych określono temperaturę przemiany fazowej z fazy ferroelektrycznej do fazy paraelektrycznej. Do teoretycznego opisu temperaturowych zależności stałej dielektrycznej zastosowano hamiltonian Alcantary, Gheringa i Janssena. Do badania własności dielektrycznych multiterroikowego kompozytu, hamiltonian ten został przedstawiony w przybliżeniu średniego pola. Bazując na pomiarach dielektrycznych oraz teoretycznych rozważaniach określono wartość współczynnika sprzężenia magnetoelektrycznego.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.