納米復(fù)合磁電材料復(fù)合與塊體復(fù)合差不多，其結(jié)構(gòu)很相似，只是復(fù)合的尺度大小不同。納米復(fù)合是在納米尺度范圍內(nèi)的復(fù)合，這就造就了納米復(fù)合材料的特殊性能。
 

納米復(fù)合材料技術(shù)（圖片來(lái)源于網(wǎng)絡(luò)）
 

    相比于塊體磁電復(fù)合材料，納米復(fù)合磁電材料具有一些獨(dú)特的優(yōu)越性：

    （1）復(fù)合材料組分相的比例可以在納米尺度上進(jìn)行修改和控制，可以在納米尺度范圍內(nèi)直接研究磁電效應(yīng)的微觀機(jī)理。

    （2）塊體材料中相之間的結(jié)合是通過(guò)共燒或者粘接的方式相結(jié)合的，其界面損耗是一個(gè)不容忽視的問(wèn)題，而在薄膜中町實(shí)現(xiàn)原子尺度的結(jié)合，可以有效降低界面耦合損失。

    （3）納米磁電復(fù)合薄膜的制備為控制晶格應(yīng)力、缺陷等方面提供了更大的自由，可獲得高度擇優(yōu)取向甚至超晶格復(fù)合薄膜，更有利于研究磁電耦合的微觀機(jī)理。

    在納米尺度下研究納米復(fù)合磁電薄膜，其技術(shù)町以很容易地移植到半導(dǎo)體工藝中，用于制造集成磁／電器件。 納米復(fù)合材料的連通性主要分為3大類，一類是納米顆粒磁電材料，一種是納米柱狀磁電材料，還有一種是納米層狀磁電材料。隨著近年薄膜制備經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)的積累。使得制備優(yōu)質(zhì)復(fù)雜結(jié)構(gòu)的復(fù)合薄膜成為可能。由于磁電復(fù)合薄膜涉及兩相多種成分的復(fù)合，比較常見(jiàn)的制備方法是使用激光脈沖沉積法和溶膠一凝膠旋涂法。

    激光脈沖沉積（PLD）就是將激光瞬間聚焦于靶材上一塊較小面積上，利用激光的高能量密度將激光照射處的靶材蒸發(fā)甚至電離，使其原子脫離靶材向基板運(yùn)動(dòng)，在溫度較低的基板上沉積，從而達(dá)到成膜目的的一種手段。由于脈沖激光的高加熱速率，晶體膜的激光沉積比其他薄膜生成技術(shù)要求的基板溫度更低。但是PLD也有一個(gè)嚴(yán)重的問(wèn)題，薄膜容易被濺污。濺射出來(lái)的大微粒將阻礙隨后薄膜的形成，會(huì)影響薄膜的性能。

    溶膠-凝膠旋涂法使用得最多的是制備納米層狀磁電薄膜。其步驟是先配好壓電材料和磁致伸縮材料的前驅(qū)體溶液生成前驅(qū)溶膠，然后在基片表面交替旋涂前驅(qū)溶膠，最后進(jìn)行退火晶化。在晶化過(guò)程中膜層產(chǎn)生分離重組，最終形成需要的薄膜。溶膠-凝膠旋涂法的優(yōu)點(diǎn)是可以通過(guò)調(diào)節(jié)溶膠的濃度和旋涂的次數(shù)來(lái)控制膜層的厚度，缺點(diǎn)是制備出的磁電薄膜的可重復(fù)性和穩(wěn)定性較差。

責(zé)任編輯：李玲珊

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