压电调控铁磁薄膜高频高磁导率性能的研究

In this project, in order to develop the application of new information function device towards integration and high frequency, it need to obtain magnetic materials with high resonance frequency, hgih permeability and high resistance. Based on this case, we would investigate design and fabrication soft magnetic materials (metal and ferrit composite material) deposited ferroic substrate, and investigate electric field induced static and micrwowave magnetic properties. In theory, based on Landau-Lifshitz-Gilbert（LLG）equaion, the physical mechanism of changing of electric field induced static and micrwowave magnetic properties are investigated in details. In experiment, we would fabricate ferromagnet/ferroelectric nanocomposited film to understand the effect of strain, mediated. In measuring method, based on electromagnetic wave transmission theory, we would develop a measurement of GHz complex permeability under external electric field, which reflect the change of nature microwave magnetic properties. It is therefore desirable to understand the mechanism of changing of microwave magnetic properties by applying a electric field and provide guide of develop miniaturization device, which advance electronic information technology development.

本项目围绕新型信息功能器件向集成化、高频化应用发展，迫切需要高共振频率、高磁导率以及高电阻率的磁性材料，重点研究金属-铁氧体复合材料/铁电衬底异质纳米结构薄膜的设计与制备，利用金属和铁氧体的复合提高电阻率降低高频下的涡流损耗，在压电衬底上通过电场调控铁磁材料的磁各向异性，从而调控其共振频率和磁导率，理论上探讨微波下压电效应调控高频磁性的物理机制；材料上基于异质纳米结构中铁电和铁磁的复合，研究压电效应对高频磁性参数的影响；测量上基于电磁波传输理论，发展一种可以加电场的磁谱测量，可以更精确的测量压电效应在不同微波频率下对材料磁导率的影响。通过项目的研究不仅有助于理解压电效应调控高饱和磁化强度高电阻率软磁材料的微波磁性，同时也为突破磁性器件的微型化提供了可能，这对电子信息技术的发展有重要意义。

项目围绕新型信息功能器件向集成化、高频化应用发展，迫切需要高共振频率、高磁导率以及高电阻率的磁性材料，研究了金属、金属-铁氧体复合材料/铁电衬底异质纳米结构薄膜的设计与制备，通过电场调控磁性材料的静态和高频磁性。我们在单晶衬底Pb(Mg1/3Nb2/3)0.7Ti0.3O3 （PMN-PT）制备不同的金属、铁氧体以及金属-铁氧体复合薄膜，如Co、FeNi-NiFe2O4、SrRuO3以及NiZnFe2O4等，实现了金属-铁氧体材料的磁性的控制，并利用压电效应实现电场调控磁性，我们从理论上探讨微波下电场调控磁化强度动力学过程的物理机制，引入应力各向异性；材料上基于异质纳米结构中铁电和铁磁的复合，研究压电效应对高频磁性如共振频率、阻尼等参数的影响；测量上基于电磁波传输理论，实现了原位加场磁谱测量。通过项目的研究不仅有助于理解电场调控软磁材料微波下磁化强度动力学过程的物理机制，同时也为突破磁性器件的微型化提供了可能，这对电子信息技术的发展有重要意义。在本项目资助下，在Appl. Phys. Lett.、J. Phys. D等杂志发表SCI论文共8篇，合作培养毕业研究生2名，培养在读研究生3名。