The experimental frequency and field dependences of the magnetoelectric effect in three-layer permendur–quartz–permendur structures in the region of electromechanical resonance were studied. It was found that the magnetoelectric voltage coefficient and the Q-factor of these structures in the resonance region are much higher than those of similar structures based on lead zirconate titanate. Anomalous behavior of the field dependences of the magnetoelectric voltage coefficient and the Q-factor was observed in the region of electromechanical resonance. This feature is attributable to the negative Δ E effect.
The results of experimental examination of the magnetoelectric parameters of three-layer nickel–quartz–nickel structures in the region of electromechanical resonance are presented. The structures have been fabricated by electrolytic deposition of nickel onto a quartz substrate. It has been found that their Q-factor in the region of electromechanical resonance is Q = 10000, which is considerably higher than the Q-factors of magnetoelectric structures fabricated earlier. The experimental data agree well with the earlier-presented theory.
The work is devoted to the theoretical investigation of the quasi-static magnetoelectric interaction in three-layer structures consisting of a piezoelectric and two magnetic layers with positive and negative magnetostriction. Using the system of elasto- and electrostatics equations for the piezoelectric and magnetostrictive phases, expressions for the electrical response of the structure in a magnetic field are obtained. The contributions from longitudinal and bending deformations are taken into account in value of ME interactions. It is shown that the use of an asymmetric three-layer asymmetric structure leads to an increase in the magnitude of the ME interaction by almost an order of magnitude compared to a two-layer structure. The dependences of the effect magnitude on the thickness of the third layer for the nickel/lead zirconate titanate/metglas structure are presented.
Представлены результаты экспериментального исследования магнитоэлектрического эффекта в мно-гослойных структурах никель−олово−никель, полученных гальваническим осаждением на подложку из арсенида галлия. Описана технология изготовления структур и представлена частотная зависимость эффекта. Показано, что использование олова в качестве промежуточного слоя уменьшает механические напряжения, возникающие вследствие несоразмерности фаз на границе никель−арсенид галлия, что позволяет получать качественные структуры с толщиной никелевого слоя порядка 70 µm. Полученные структуры обладают хорошей адгезией между слоями и имеют высокую добротность. DOI: 10.21883/JTF.2018.02.45407.2391 Введение Слоистые композиционные магнитострикционно-пье-зоэлектрические материалы привлекают к себе внима-ние тем, что величина магнитоэлектрического (МЭ) эффекта в них значительно больше, чем в объемных композитах [1]. По сравнению с объемными компози-тами они обладают малыми токами утечки благодаря тому, что магнитострикционная фаза с более высокой проводимостью изолируется пьезоэлектрической фазой с высоким удельным сопротивлением. При этом в ка-честве магнитострикционной фазы можно использовать материалы с высокой проводимостью, обладающими большим коэффициентом магнитострикции. Большин-ство слоистых магнитострикционно-пьезоэлектрических структур получено методом склеивания фаз. Однако использование клея делает процесс крайне нетехноло-гичным, кроме того, уменьшается величина эффекта и ухудшается добротность структуры [2]. Большим недо-статком клеевых слоистых структур является плохая механическая прочность, расслоение образцов по гра-ницам фаз. Это существенно ограничивает практическое применение таких структур.При выборе материалов для изготовления структур в качестве магнитострикционной фазы обычно выбира-ют материал с большим коэффициентом магнитострик-ции λ, такие как Ni, Co, FeCo, FeGa, аморфные и редкоземельные сплавы, а в качестве пьезоэлектриче-ской фазы старались использовать материалы с большим пьезоэлектрическим модулем d (керамика цирконата-титаната свинца, кристаллы магниониобата−титаната свинца, крислаллы лангатата, ниобата лития, титаната бария и т. д.) [3,4]. Однако, как показывают расчеты [5], величина МЭ эффекта прямо пропорциональна пьезомо-дулю и обратно пропорциональна диэлектрической про-ницаемости пьезоэлектрика. Хотя величина пьезомодуля у GaAs почти в 40 раз меньше, чем у ЦТС (GaAs d = −2.69 pKl/m, ЦТС d = 100 pKl/m), его диэлектри-ческая проницаемость в 135 раз меньше, чем у ЦТС (GaAs ε = 12.9, ЦТС ε = 1750). Это приводит к тому, что при прочих равных условиях следует ожидать, что величина МЭ эффекта в структурах на основе GaAs будет в 3.5 раза больше, чем в структурах на основе ЦТС. Кроме того, использование арсенида галлия в качестве пьезоэлектрика исключает такую операцию, как предварительная поляризация, которая необходима, если в качестве пьезоэлектрика выбирается пьезокера-мика ЦТС.Впервые МЭ эффект в структуре на основе арсенида галлия исследовался в работе [6]. Авторы ушли от клеевых структур и магнитостри...
scite is a Brooklyn-based organization that helps researchers better discover and understand research articles through Smart Citations–citations that display the context of the citation and describe whether the article provides supporting or contrasting evidence. scite is used by students and researchers from around the world and is funded in part by the National Science Foundation and the National Institute on Drug Abuse of the National Institutes of Health.
hi@scite.ai
10624 S. Eastern Ave., Ste. A-614
Henderson, NV 89052, USA
Copyright © 2024 scite LLC. All rights reserved.
Made with 💙 for researchers
Part of the Research Solutions Family.