Получение, физико-химические и электрофизические исследования однофазных и композитных магнитоэлектриков

Цель: получение, изучение структуры, электрофизических и магнитных свойств образцов новых однофазных и композитных магнитоэлектриков. Объекты исследования: твердые растворы на основе магнитоэлектрических (МЭ) фаз CoCr₂O₄ и BiFeO₃ (Co₁₋ₓAₓCr₂O₄, A = Ni, Cu, Fe; Bi₁₋ₓSrₓFeO₃₋d); гексаферритные фазы системы SrO - CoO - Fe₂O₃, а также слоистые МЭ-композиты, состоящие из чередующихся слоев из цирконата-титаната свинца (PbTi₀,₄₇Zr₀,₅₃O₃ - ЦТС) и никель-цинкового феррита (Ni₁₋ₓZnₓFe₂O₄ - НЦФ). Впервые установлено, что между хромитами Ni, Co и Cu образуются неограниченные твердые растворы со структурой шпинели Co₁₋ₓAₓCr₂O₄ (A = Ni, Cu), и получены новые данные о концентрационных и температурных зависимостях диэлектрических свойств и мессбауэровских спектров этих твердых растворов, свидетельствующие о том, что некоторые их составы являются новыми магнитоэлектриками. Определены условия образования твердых растворов феррита висмута-стронция, их структурные характеристики, валентные состояния ионов железа в твердых растворах и их изменения с концентрацией и температурой. Выявлены условия синтеза в системе SrO - CoO - Fe₂O₃ методом зонной плавки кристаллов гексаферритных фаз M- и W-типов и методом твердофазных реакций кристаллов гексаферритных фаз M-, W- и Z-типов. Установлено, что добавки 5 ат. % Al в образцы гексаферритной фазы Z-типа понижают их электропроводность на порядок, что позволило провести поляризацию образцов и зафиксировать на них МЭ-эффект. Разработана технология сеткотрафаретной печати двух- и трехслойных МЭ-композитных структур, состоящих из чередующихся слоев ЦТС и НЦФ, которые по фазовому составу, физико-механическим, электрофизическим, магнитным и МЭ-свойствам соответствуют поставленным целям. Изучены электрофизические и магнитные свойства композитных структур, влияние на них различных технологических параметров. Показано, что поляризованные структуры проявляют МЭ-эффект при комнатной температуре с величиной МЭ-коэффициента, составляющей для касательно намагниченных структур ~ 60 мВ/(см • Э) в области частот до 200 кГц и возрастающей до ~ 2000 мВ/(см • Э) на частотах акустических резонансов структуры.