(PbTiO3)80-(CoFe2O4)20复合外延膜中亚稳相的同步辐射XRD和磁电耦合增强机理研究

磁电材料同时具有铁磁性和铁电性，在信息、传感等领域有广泛的应用前景。本项目用同步辐射高分辨X射线衍射研究MgO(001)单晶衬底上(PbTiO3)x-(CoFe2O4)1-x(x=75%－95%)复合外延膜相结构随成分的演化规律、(PbTiO3)80-(CoFe2O4)20中四方PbTiO3和立方PbTiO3的相平衡随外电场的变化规律。结合磁致伸缩、压电系数的测量和PbTiO3、CoFe2O4的弹性数据，证明(PbTiO3)80-(CoFe2O4)20的磁电增强来自于压电效应。通过应力和电场作用下四方PbTiO3和立方PbTiO3的自由能计算，用自由能最小原理解释立方PbTiO3的生成条件、四方PbTiO3和立方PbTiO3的相平衡，从理论上阐明压电增强和磁电增强的微观机理。此研究对丰富应力下的铁电/压电理论，复合材料的设计、增加材料电磁特性的调控手段和通过亚稳相来创造新材料有借鉴意义。