Научная электронная библиотека

Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания

Теоретическое моделирование магнитоэлектрического эффекта в магнитострикционно-пьезоэлектрических наноструктурах

Бичурин М И, Петров В М,

1. НИЗКОЧАСТОТНЫЙ МАГНИТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ В НАНОСТРУКТУРАХ

В магнитострикционно-пьезоэлектрических двухслойных структурах взаимодействие магнитной и электрической подсистем осуществляется через механические деформации. В данной главе рассмотрены модели, описывающие особенности МЭ взаимодействия в феррит-пьезоэлектрических наноструктурах на низких частотах и в области ЭМР. Выражения для МЭ коэффициентов получены путем решения уравнений эластостатики/эластодинамики, электростатики и магнитостатики. Оценка МЭ коэффициентов по напряжению проводилась на основе известных материальных параметров. В моделях учитываются эффект зажатия подложки, изгибные деформации, а также влияние несоответствия кристаллических решеток фаз композита и подложки. Влияние несоответствия кристаллических решеток учитывался с помощью классической феноменологической термодинамической теории Ландау-Гинзбурга-Девоншира. Для двухслойной наноструктуры состава феррит никеля (ФН) – титанат-цирконат свинца (ЦТС) на подложке из SrTiO3 уменьшение низкочастотного МЭ эффекта по сравнению с толстопленочными двухслойными структурами связано с эффектом зажатия со стороны подложки. Однако, в области изгибных мод ЭМР наблюдается уменьшение влияния толщины подложки на МЭ коэффициент по напряжению по сравнению со случаем аксиальных деформаций. Для уменьшения влияния зажатия со стороны подложки как альтернативу слоистым структурам можно использовать столбчатую наноструктуру из магнитострикционного материала в пьезоэлектрической матрице.