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近年来,由铁磁材料和铁电材料结合而构成的复相多铁性材料,在磁电耦合效应的研究领域中得到迅速的发展。基于应变耦合机制的电控磁效应,由于具有材料选择面宽、结构简单易制备、室温下磁电耦合效应大等优势,在低能耗和多功能的新型磁电器件中展现出重要的应用价值,现已成为目前研究的热点。在本论文中,我们开展了铁磁/铁电复相多铁性材料中电控磁效应的研究,其研究内容主要包括以下三个方面:1、FePt/(011)PMN-PT异质结构中电场调控的180度磁化翻转我们通过共溅射方法在(011)切向的铌镁酸铅钛酸铅(PMN-PT)衬底上制备二元FePt磁性合金薄膜,构成了 FePt/PMN-PT异质结构。室温下,我们基于应变传递机制的逆磁电耦合效应调控了 FePt薄膜的磁各向异性,即随着原位施加的电场强度不断增加,沿[100]方向的磁滞回线由易磁化变得更加难磁化;而与此相反的是,在相同的电场作用下,沿[01-1]方向的磁滞回线逐渐变得更加易磁化。更重要的是,我们利用电场调控矫顽力和磁化强度的变化,实现了电场调控磁矩的180度翻转。这一研究结果对发展低能耗的信息存储器件具有潜在的应用价值。2、FePt/(011)PMN-PT异质结构中电场非易失调控的多态磁存储在上一章的研究工作中,虽然在PMN-PT施加原位电场下,我们在衬底的[100]和[01-1]两个方向分别观察到了明显的电控磁效应。但该效应是易失的。即当电场撤去后应变也随之消失,薄膜的磁性又恢复到初始的状态,这不利于信息存储的应用。此外,在电写磁读的存储技术中如能实现多态存储,则有望提高信息存储密度,具有重要的应用价值。因此,在本章中我们开展了室温下利用电场非易失性调控磁多态的研究。我们在FePt/PMN-PT异质结构中,通过对(011)切向PMN-PT衬底的[011]方向施加不同强度的单极化电场,获得了多个非易失的剩余应变。进一步地,我们利用这些非易失的应变来调节FePt薄膜的磁各向异性,在无偏置磁场的情况下,获得了与多态应变相对应的多态剩磁。在一个存储器件中,将多态的剩磁信号作为写入数据信号,能显著地提高器件的存储密度。对于剩磁信号的读取,我们利用一个商用的巨磁阻传感器将这些多态剩磁信号无损且可区分地转换成相应的多态电压信号。此外,这些多态电压信号表现出很好的保持与切换特性。这一研究结果对发展具有低能耗和高密度的电写磁读存储器件具有潜在的应用价值。3、Ni-Co-Mn-Sn/(011)PMN-PT复相多铁性材料中电场非易失调控磁热效应磁制冷是利用磁热效应,即磁性材料在加磁场和撤磁场过程中伴随的吸放热现象,的一种新型制冷技术,具有绿色环保节能高效的特点。Heusler型的Ni-Mn-Z(Z=In,Sn,Sb)基铁磁形状记忆合金具有马氏体一级相变特征,并且在相变过程中其磁化强度具有较大的变化,使得这类合金在相变点附近表现出较大的磁熵变。然而由于一级相变特性,该材料具有较窄的工作温区,严重地制约了 NiMn基铁磁形状记忆合金在磁制冷领域的应用。为了拓宽该材料体系的工作温区,我们在复相Ni-Co-Mn-Sn/PMN-PT多铁性材料中开展了电场调控磁热效应的研究工作。我们对PMN-PT衬底施加单极化电场后,获得了非易失的剩余应变。由于Ni-Co-Mn-Sn薄带的马氏体相变温度对外应力非常的敏感,所以我们利用PMN-PT衬底输出的非易失剩余应变实现了电场对磁热效应的非易失调控。随着电场强度的增加,Ni-Co-Mn-Sn薄带的相变温度向高温发生明显的移动,使其制冷工作温区得到拓宽。我们的研究结果表明,电场非易失调控的磁热效应在磁制冷领域具有重要的应用价值。