研究目的
研究无铅Bi3.15Nd0.85Ti3O12/La0.7Ca0.3MnO3纳米多层复合薄膜中增强的磁电效应和压电性能。
研究成果
无铅BNT/LCMO纳米多层膜展现出铁电与铁磁行为的良好共存特性，并具有增强的磁电响应。其优异的铁电和铁磁响应及良好的磁电耦合效应，预示着在存储器件、自旋器件、传感器及磁电器件中的潜在应用前景。
研究不足
该研究聚焦于无铅BNT/LCMO纳米多层复合薄膜，其结果可能无法直接适用于其他多铁材料或构型。由于LCMO在室温下呈顺磁性，该温度下的磁电效应较弱。
1：实验设计与方法选择：
采用射频磁控溅射法，通过化学计量陶瓷靶材在LaNiO3（LNO）缓冲的SrTiO3（STO）衬底上生长BNT/LCMO纳米多层膜。制备的总厚度为280±15 nm、具有20个周期的纳米多层膜，其周期结构为8 nm铁电层（BNT）/6 nm磁性子层（LCMO）。
2：样品选择与数据来源：
衬底依次用乙醇和丙酮超声清洗，并用氩气干燥。
3：实验设备与材料清单：
配备Cu-Kα辐射源的D/max-rA X射线衍射仪（XRD）、场发射透射电子显微镜（TEM，FEI Tecnai）、RT66A标准铁电测试系统、半导体测试系统（Keithley 4200-SCS，美国）、半导体器件分析仪（Agilent B1500A，美国）、扫描探针显微镜（SPM，MicroNano D5A）、超导量子干涉仪（SQUID）。
4：实验流程与操作步骤：
依次沉积LaNiO3缓冲层，随后在特定条件下沉积LCMO和BNT层，并在氧气流中退火。
5：数据分析方法：
通过XRD进行物相鉴定与晶体取向分析，利用TEM观察微观结构与物相结构，测量极化-电压、电流-电压及电容-电压特性，采用压电力显微镜（PFM）检测极化翻转，通过SQUID表征磁性能，使用磁电耦合测量装置评估磁电耦合特性。
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TEM
FEI Tecnai
FEI
Examination of cross sectional microstructure and phase structure
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Semiconductor Testing System
Keithley 4200-SCS
Keithley
Measurement of electrical properties
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Semiconductor Device Analyzer
Agilent B1500A
Agilent
Measurement of electrical properties
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D/max-rA X-ray diffractometer
Phase identification and crystal orientation study
-
RT66A standard ferroelectric test system
Measurement of polarization-voltage, current-voltage, and capacitance-voltage properties
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SPM
MicroNano D5A
MicroNano
Study of switching of polarization
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SQUID
Investigation of magnetic properties
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ME measuring device
Characterization of ME coupling
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