Giant Magnetoelectric Effects in Ferromagnetic-Ferroelectric Heterostructures

铁磁-铁电异质结构中的巨磁电效应

基本信息

  • 批准号:
    0302254
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 21万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2003
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2003-07-01 至 2007-06-30
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

This individual investigator award will support a project directed toward fabrication and analysis of novel bulk and multilayer magnetoelectric (ME) composites consisting of ferrites and lead zirconate titanate. The electromagnetic coupling in the composites is mediated by mechanical stress. The focus of the research will be on the origin of giant ME interactions. The research will involve the following tasks. (i) Synthesis of bulk, bilayers and multilayers by traditional sintering, hot pressing and microwave sintering. The objective is to obtain composites with wide variations in of structural and mechanical parameters at the interface. (ii) Measurements of low frequency giant ME effects, theoretical analysis, and estimation of interface coupling. (iii) Studies on microwave ME effects, at ferromagnetic resonance (9-10 GHz) for ferrites. The planned studies are of fundamental and technological importance. Anticipated impacts include research experience for graduate, undergraduate, and high school students and collaboration with European scientists and industry (Delphi Corporation). The layered materials are potential candidates for use as magnetoelectric memory devices, smart sensors and actuators. There are also possibilities for a new class of electrically controlled microwave magnetic signal processing devices and magnetically controlled piezoelectric devices.This individual investigator award supports a research project involving the preparation and analysis of materials that are capable of converting magnetic fields to electric fields. Materials of interest are composites consisting of ferrites that respond to magnetic fields and lead zirconate titanate that respond to electric fields. The ferrite deforms in a magnetic field and the deformation in turn produces electricity in the titanate. Both bulk and layered samples will be prepared. A variety of processing techniques, including microwave heating, will be used to prepare samples with the best field conversion efficiency. Sample properties will be studied over a wide frequency range. Anticipated impacts of the research include the following. (i) Hands-on research experience for graduate, undergraduate and high school students. (ii) Collaboration with European scientists on theoretical aspects of the research. (iii) New materials for use as multifunctional smart sensors and transducers in communication and defense related systems. (iv) Collaboration with Delphi Automotive Systems on the use of the composites for applications in automotive industry.
该单独的研究者奖将支持一个针对制造和分析新型散装和多层磁电(ME)复合材料的项目,该项目由铁氧体和铅锆钛酸盐组成。 复合材料中的电磁耦合是由机械应力介导的。研究的重点将放在巨型ME互动的起源上。 该研究将涉及以下任务。 (i)传统的烧结,热压和微波烧结,合成散装,双层和多层。 目的是获得界面处的结构和机械参数变化的复合材料。 (ii)测量低频巨型ME效应,理论分析和界面耦合的估计。 (iii)对铁液体的铁磁共振(9-10 GHz)的微波ME效应的研究。计划的研究具有基本和技术重要性。 预期的影响包括研究生,本科和高中生的研究经验以及与欧洲科学家和工业(Delphi Corporation)的合作。 分层材料是用作磁电机存储器,智能传感器和执行器的潜在候选者。 一类新的电气控制的微波磁信号处理设备和磁控制的压电设备也有可能性。该单独的研究者奖支持一项研究项目,涉及能够将磁场转化为电场的材料的准备和分析。 感兴趣的材料是由对磁场响应的铁氧体组成的复合材料和对电场作出反应的钛酸钛酸盐。 铁素体在磁场中变形,变形又会在钛酸盐中产生电力。 将准备大量和分层样品。 包括微波加热在内的各种处理技术将用于制备具有最佳现场转换效率的样品。 样本属性将在较大的频率范围内进行研究。 研究的预期影响包括以下内容。 (i)研究生,本科和高中生的动手研究经验。 (ii)与欧洲科学家在研究的理论方面合作。 (iii)用作通信和国防相关系统中多功能智能传感器和传感器的新材料。 (iv)与Delphi汽车系统的合作,用于将复合材料用于汽车行业的应用。

项目成果

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    Jitao Zhang;Dongyu Chen;D. A. Filippov;Shengtao Geng;Kang Li;Qingfang Zhang;Liying Jiang;Xiaolei Wang;Weiwei Zhu;Lingzhi Cao;Gopalan Srinivasan
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