GMR/TMR材料及相关自旋电子芯片研究

简要介绍了巨磁电阻材料和隧穿磁电阻材料的基本结构和性能,概述了自旋传感芯片、自旋磁电信号耦合芯片及存储芯片等几类相关自旋电子芯片的工作原理和器件性能,以及它们的应用前景。此外,也对在国内实现自旋电子芯片的产业化提出了自己的观点。     

功能梯度铁电铁磁复合材料弯曲模态下的磁电效应

基于磁致伸缩相与压电相的本构方程,应用弹性力学的方法,建立了功能梯度铁电铁磁复合材料弯曲模态下的磁电耦合静态力学模型。假设铁电和铁磁材料的物理参数均为沿厚度方向的线性或指数函数,分析计算了由PZT作为铁电材料和CoFe2O4作为铁磁材料的双层复合材料的磁电效应。结果表明,在弯曲模态下,磁电电压系数出现两个峰值。负梯度的铁电(或铁磁)材料提高磁电效应,正梯度的铁电(或铁磁)材料降低磁电效应。同号梯度的铁电铁磁材料对磁电效应的影响更大。     

2001～2002年磁性功能材料新进展

综述了2001～2002年间国内外磁性功能材料在研究和应用方面的新进展．内容包括：高矫顽力(Hc)的Nd-Fe-B永磁材料；磁形状记忆材料；稀土氧化物磁电阻材料；钡(Ba)铁氧体的铁磁共振；巨霍尔效应和巨法拉第效应材料。     

纳米巨磁电阻材料的电化学制备及其应用

巨磁电阻材料大多采用物理法制备．与溅射法、分子束外延等方法相比，电化学法具有设备简单、成本低廉、低温操作、过程可控等优势，是制备巨磁电阻材料的良好途径．为此，针对国内外巨磁电阻材料的研究状况，结合多年来本研究室在该领域的研究工作，介绍了一维纳米多层线、二维纳米金属多层膜、自旋阀和颗粒膜等巨磁电阻材料的电化学制备方法、表征及磁电阻性能．简述了巨磁电阻材料在超高灵敏度微型传感器、巨磁电阻磁盘、读出磁头、磁随机存储器和磁电子器件等方面的应用，并对发展前景和研究方向进行了展望．[编者按]     

铁磁电材料BiFeO3及研究进展

BiFeO3是一种典型的铁磁电材料,因为室温下共存的铁电性与磁性以及在新型存储器件,自旋电子器件方面都有着广泛的应用前景使其受到了广泛的关注.综述了BiFeO3陶瓷和薄膜的结构、性能以及制备方法,并提出了研究中需要解决的一些问题.     

磁电复合材料的制备及研究进展

综述了磁电复合材料的合成工艺和研究现状.磁电复合的基本理论是基于乘积效应的,指出了获得高磁电效应的基本条件.分别详述了包括颗粒复合、粘合层状复合以及纳米复合在内的3种不同复合方式磁电复合材料的制备工艺,讨论了这些磁电复合材料制备方法的优缺点,并对磁电复合材料制备这一研究领域进行了展望.     

1995～1996年磁性功能的材料进展

综述了１９９５～１９９６年间几种磁性功能材料的新进展，这些材料包括高磁矩Ｆｅ－Ｎ化合物，高最大磁能积ＮｄＦｅＢ永磁材料，庞磁电阻材料，Ｍｎ－Ｚｎ铁氧体大功率材料，新的Ｉｎｖａｒ磁性材料和铁电反铁磁材料。     

庞磁电阻材料的研究进展

20世纪自旋电子学的高速发展以及对强关联电子材料的进一步研究使得具有庞磁电阻效应的稀土掺杂锰氧化物成为凝聚态物理和功能材料研究的重要领域。锰氧化物的载流子自旋极化率高，在居里度附近有很大的磁电阻效应，因此在自旋电子学中有潜在应用前景。锰氧化物是典型的强关联电子材料，它对目前有关强关联体系的认识提出了很大挑战。本文介绍了锰氧化物所具有的包括庞磁电阻效应在内的各种效应及其可能的应用。     

磁电阻材料及其应用的研究进展

本文综述了磁电阻（MR）材料的研究进展，并对目前研究热点的四类巨磁电阻（GMR）材料进行了根据评述，侧重论述MR材料在信息存储等领域的应用，明确指出开发和应用MR材料的关键问题是提高各类GMR材料的室温MR值和降低其工作磁场。     

磁电复合薄膜材料的理论和实验研究进展

磁电复合薄膜材料由铁磁相和铁电相复合而成,其在一定温度范围内不仅同时具有铁磁性、铁电性,而且更重要的是具有磁电耦合效应或磁电效应,已成为目前功能材料领域新的研究热点之一。阐述了磁电复合薄膜的磁电耦合机制,介绍了磁电复合薄膜的分类和特点;综述了磁电复合薄膜理论研究中几种主要的研究方法,并论述了实验研究的进展;最后指出了目前磁电复合材料研究中存在的问题和发展趋势。     

2-2型无铅磁电复合薄膜材料的研究现状及展望

磁电复合薄膜材料具有较强的磁电转换效应,可以实现磁、电信号的直接转换,其中无铅磁电复合薄膜材料因具有环境友好、性能优越等特点,在电子器件中有着广阔的应用前景。首先介绍了磁电复合薄膜材料的种类和主要特点,论述了磁电复合薄膜磁电耦合的机理以及获得高磁电性能的方法;然后阐述了研发无铅磁电复合材料的原因和目前几种典型的无铅磁电复合材料的主要特点,以及2-2型无铅磁电复合材料制备方法的最新进展;最后提出了目前该材料研究中存在的问题和进一步的研究方向。     

压电/磁致伸缩/环氧树脂层合复合材料的磁电效应及其频响特性

磁电复合材料在磁-电能量转换等领域具有重要的潜在应用价值, 研究磁电复合材料在较高频率下的磁电耦合特性对于实际应用具有重要意义。本文中以0-3型的Terfenol-D(Tb_0.30Dy_0.70Fe₂)/环氧树脂复合材料为磁致伸缩层, 以PZT 压电陶瓷为压电层, 制备了三明治结构的层合磁电复合材料。研究了Terfenol-D/环氧树脂复合材料层的磁致伸缩性质, 并对所制备的层合磁电复合材料磁通密度、 介电常数以及磁电电压系数等随频率和偏磁场的变化规律进行了系统研究。结果表明, 由于Terfenol-D/环氧树脂复合材料的引入, 层合磁电复合材料呈现出良好的频率响应特性, 可靠工作范围大大拓宽。层合磁电复合材料具有优良的动态磁电耦合性能, 在优化偏磁场630 Oe和共振频率69.6kHz下的磁电效应高达21.2 V/cmOe。此外, 层合磁电复合材料的磁电效应随偏磁场的变化发生明显变化, 并存在优化偏磁场。对上述现象和结果进行了详细讨论, 并给出了层合磁电复合材料的磁电耦合机制。      

室温磁电材料的制备与性能

室温下具有磁电性能的多铁性材料是近年来研究的热点,分析了室温铁磁电单相材料和复合材料的制备方法及其性能,特别是外延生长、二次烧结和无机/有机复合技术分别对单相铁磁电薄膜、颗粒弥散型以及层状铁磁电复合材料结构与性能的影响.结果表明,通过诱导晶格变形、消除体系杂相,能获得具有强室温磁电性能的单相磁电材料.通过提高磁性颗粒在复合材料中的分散程度,可以明显增强弥散型磁电复合材料的磁电性能.将磁性和铁电材料进行层状复合,选择合适的外场耦合模式,得到了高磁电耦合系数的复合材料.     

巨磁电阻材料研究进展

综述了巨磁电阻材料的研究进展,总结了巨磁电阻材料各类体系的研究方法和研究特点,分析了其发展方向与研究趋势。     

磁电复合材料PMN-PT/Terfenol-D/PMN-PT磁电耦合性能的有限元分析

由铁电相和铁磁相组成的磁电复合材料被证明有非常显著的磁电耦合效应,近年来受到越来越多的关注。利用有限元PDE的方法对磁电复合材料PMN-PT/Terfenol-D/PMN-PT的磁电耦合性能进行了分析,主要研究了边界条件、结构尺寸对磁电耦合性能的影响。研究发现,当上下表面y方向固定,其它表面自由时,磁电复合材料长度方向伸缩更加明显,具有更大的磁电耦合系数;铁电相和铁磁相厚度比与磁电耦合系数程非线性关系,当铁电相厚度为1.1mm,铁磁相厚度为1.9mm时,磁电耦合系数具有最大值3.354((V/m)/A/m));当铁电层尺寸保持不变,铁磁层长度超过10mm后,铁磁层长度对磁电耦合系数影响不明显。该理论结果可以用于提高磁电耦合性能同时达到节省材料的目的。     

巨磁电阻效应

介绍了巨磁电阻效应的概念和研究意义,对金属及其合金的磁电阻效应、负巨磁电阻效应以及正磁电阻效应产生的机理进行了简要分析,并展望了巨磁电阻效应未来的研究。     

巨磁电阻材料及其在汽车传感技术中的应用

巨磁电阻材料是20世纪90年代新开发的一种功能材料。由于它与传统的各向异性磁电阻材料相比具有很高的磁场灵敏度等优点,关于它的研发在国际上倍受重视。巨磁电阻材料过去主要用于制作计算机硬盘读头,目前正向着更广泛的应用领域扩展。巨磁电阻(GMR)传感器元件由于灵敏度高、热稳定性好、成本低等优点而完全可取代霍尔及磁阻(AMR)元件,从而广泛应用在信息、电机、电子电力、能源管理、汽车、磁信息读写及工业自动控制等领域。在汽车传感技术上的应用是巨磁电阻材料的一个重要应用领域。     

压电-磁致伸缩双层磁电复合材料的机电谐振

基于压电相和磁致伸缩相的本构方程以及弹性体的运动方程,简要推导了一维机电谐振模式下压电-磁致伸缩双层磁电复合材料横向磁电电压系数的表达式。采用相应的材料参数计算分析了Tb_1-x Dy_x Fe_2-y (TDF)-Pb(Zr,Ti)O₃(PZT)双层磁电复合材料的横向磁电电压系数与交流磁场频率的关系,以及复合材料的长度和压电相体积分数对机电谐振频率的影响。计算与分析结果表明,双层磁电复合材料在机电谐振频率处具有明显的磁电 响应特性。当有效机械品质因数为50,在谐振频率55.2 kHz处横向磁电电压系数达到峰值11.2 V·cm^-1·Oe^-1,是低频下峰值(281.9 mV·cm^-1·Oe^-1)的40倍。机电谐振频率随复合材料长度的减小和压电相体积分数的增加而上升。实验结果说明TDF-PZT双层磁电复合材料在机电谐振频率处具有显著增强的磁电效应,实际有效机械品质因数约为48。     

磁电弹性功能梯度板共线Griffith裂纹断裂行为

该文考察了磁电弹性功能梯度板的反平面问题。该板具有多个垂直于边界的共线裂纹。裂纹表面采用磁电不穿透或可穿透假设。应用积分变换和位错密度函数将问题化为柯西奇异积分方程求解。导出和分析了场强度因子和能量释放率。数值结果表明了载荷组合参数、材料梯度指数及裂纹构形对裂尖断裂行为的影响。     

磁电多铁性复合材料磁电耦合性能有限元分析

磁电多铁性复合材料由于具有磁电耦合的特性,在存储器、传感器等领域具有广泛的应用前景,近年来成为该领域研究的前沿问题。本文采用有限元方法对叠层块状磁电多铁性复合材料的磁电耦合效应进行计算分析,研究了边界条件、尺寸、粘接层的厚度以及材料性能对磁电耦合效应的影响,以期为磁电多铁性复合材料器件设计提供理论依据。研究表明,上下外表面z方向固定、长宽比的增大、铁电层所占比例的增大、粘接层厚度的减小及杨氏模量的增加均能提高磁电多铁性复合材料的磁电耦合系数。