1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Неорганические материалы
  4. T. 59, № 6, 2023

Неорганические материалы, 2023, T. 59, № 6, стр. 624-630

Монолитные структуры Ni/LiNbO3 с интерфейсным магнитоэлектрическим эффектом

С. А. Шарко 1, *, А. И. Серокурова 1, Н. Н. Новицкий 1, Н. Н. Поддубная 2, В. А. Кецко 3, А. И. Стогний 1

1 Научно-практический центр Национальной академии наук Беларуси по материаловедению
220072 Минск, ул. П. Бровки, 19, Беларусь

2 Институт технической акустики Национальной академии наук Беларуси
210023 Витебск, пр. Генерала Людникова, 13, Беларусь

3 Институт общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова Российской академии наук
119991 Москва, Ленинский пр., 31, Россия

* E-mail: sharko@physics.by

Поступила в редакцию 02.02.2023
После доработки 06.03.2023
Принята к публикации 14.03.2023

Аннотация

Методом ионно-лучевого распыления–осаждения получены слоистые структуры в виде субмикронных слоев никеля на монокристаллических подложках сегнетоэлектрика ниобата лития LiNbO3. В данных структурах при комнатной температуре наблюдается интерфейсный магнитоэлектрический эффект, максимальная величина которого в поперечной конфигурации магнитного и электрического полей составляет 108, а в продольной – 4 мВ/А. На основании анализа механических деформаций сделан вывод о значительном вкладе интерфейса в магнитоэлектрическое взаимодействие в полученных структурах Ni/LiNbO3. Данные материалы могут найти применение при разработке устройств пьезотехники, а также акустической, оптической и спин-волновой электроники.

Ключевые слова: ионно-лучевое распыление–осаждение, слоистые структуры ферромагнетик/сегнетоэлектрик, интерфейс ферромагнетик/сегнетоэлектрик, ниобат лития, магнитоэлектрический эффект

Список литературы

  1. Volk T., Wöhlecke M. Lithium Niobate: Defects, Photorefraction and Ferroelectric Switching. Berlin: Springer, 2009. P. 1–9. ISBN 978-3-540-70765-3https://doi.org/10.1007/978-3-540-70766-0

  2. Shur V.Y. Lithium Niobate and Lithium Tantalate-based Piezoelectric Paterials, in Advanced Piezoelectric Materials: Science and Technology. Cambridge: Woodhead, 2010. P. 204–238. https://doi.org/10.1533/9781845699758.1.204

  3. Sánchez-Dena O., Fierro-Ruiz C.D., Villalobos-Mendoza S.D., Flores D.M.C., Elizalde-Galindo J.T., Farías R. Lithium Niobate Single Crystals and Powders Reviewed − Part I // Crystals. 2020. V. 10. P. 973–32. https://doi.org/10.3390/cryst10110973

  4. Li M., Ling J., He Y., Javid U., Xue Sh., Lin Q. Lithium Niobate Photonic-Crystal Electro-Optic Modulator // Nat. Comun. 2020. V. 11. P. 4123–8. https://doi.org/10.1038/s41467-020-17950-7

  5. Zhu D., Shao L., Yu M., Cheng R., Desiatov B., Xin C.J., Hu Y., Holzgrafe J., Ghosh S., Shams-Ansari A., Puma E., Sinclair N., Reimer Ch., Zhang M., Lončar M. Integrated Photonics on Thin-Film Lithium Niobate // Adv. Opt. Photon. 2021. V. 13 № 2. P. 242–352. https://doi.org/10.1364/AOP.411024

  6. https://www.korth.de/en/materials/detail/Lithium%20Niobate, 2022 (accessed 12 August 2022).

  7. Nan C.-W., Bichurin M.I., Dong S., Viehland D., Srinivasan G. Multiferroic Magnetoelectric Composites: Historical Perspective, Status, and Future Directions // J. Appl. Phys. 2008. V. 103. P. 031101-35. https://doi.org/10.1063/1.2836410

  8. Channagoudra G., Dayal V. Magnetoelectric Coupling in Ferromagnetic/Ferroelectric Heterostructures: A Survey and Perspective // J. Alloys Compd. 2022. V. 928. P. 167181. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2022.167181

  9. Kumar A., Kaur D. Magnetoelectric Heterostructures for Next-Generation MEMS Magnetic Field Sensing Applications // J. Alloys Compd. 2022. V. 897. P. 163091. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2021.163091

  10. Bundesmann C., Neumann H. Tutorial: The Systematics of Ion Beam Sputtering for Deposition of Thin Films with Tailored Properties // J. Appl. Phys. 2018. V. 124. P. 231102-17. https://doi.org/10.106 /1.5054046

  11. Sharko S.A., Serokurova A.I., Novitskii N.N., Poddubnaya N.N., Ketsko V.A., Stognij A.I. Elastically Stressed State at the Interface in the Layered Frromagnetic / Ferroelectric Structures with Magnetoelectric Effect // Ceram. Int. 2022. V. 48. № 9. P. 12387–12394. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2022.01.103

  12. Srinivasan G., Fetisov Y.K., Fetisov L.Y. Influence of Bias Electrical Field on Magnetoelectric Interactions in Ferromagnetic-Piezoelectric Layered Structures // Appl. Phys. Lett. 2009. V. 94. P. 132507-3. https://doi.org/10.1063/1.3114406

  13. Fetisov L.Y., Chashin D.V., Fetisov Y.K., Segalla A.G., Srinivasan G. Resonance Magnetoelectric Effects in a Layered Composite under Magnetic and Electrical Excitations // J. Appl. Phys. 2012. V. 112. P. 014103-6. https://doi.org/10.1063/1.4733466

  14. International Centre for Diffraction Data, 2023, JCDD. https://www.icdd.com.

  15. Kittel Ch., Hook J. Introduction to Solid State Physics. University of California: Wiley, 2017. 752 p.

  16. Stognij A.I., Novitskii N.N., Trukhanov S.V., Trukhanov A.V., Panina L.V., Sharko S.A., Serokurova A.I., Poddubnaya N.N., Ketsko V.A., Dyakonov V.P., Szymczak H., Singh C., Yang Y. Interface Magnetoelectric Effect in Elastically Linked Co/PZT/Co Layered Structures // J. Magn. Magn. Mater. 2019. V. 485. P. 291–296. https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2019.04.006

  17. Sharko S.A., Serokurova A.I., Novitskii N.N., Ketsko V.A., Stognij A.I. Continuous Ferrimagnetic Y3Fe5O12 Layers on the Ceramic PbZr0.45Ti0.55O3 Substrates // Ceram. Int. 2020. V. 46. № 14. P. 22049–22056. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2020.05.210

  18. Grigoriev I.S., Meilikhov E.Z., Radzig A.A. Handbook of Physical Quantities. Boca Raton: CRC, 1996.

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Неорганические материалы

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал