无铅BaZr0.05Ti0.95O3-0.5Ba0.92Ca0.08TiO3/Ni0.8Co0.2Fe1.95(Dy0.7Tb0.3)0.05O4磁电复合材料的性能优化与应用潜力

研究人员针对无铅磁电(ME)材料在电子和能量收集领域的应用需求，开发了以Ni0.8Co0.2Fe1.95(Dy0.7Tb0.3)0.05O4为磁致伸缩相、BaZr0.05Ti0.95O3-0.5Ba0.92Ca0.08TiO3为压电相的复合材料。研究发现M1样品具有112 pC/N的压电系数和187.1 mV/(cm-Oe)的ME系数，M3样品则展现出0.66的矩形比，为新一代传感器和存储器开发提供了环保解决方案。

　　

这项研究揭示了无铅磁电复合材料的神奇特性。通过将具有尖晶石立方结构的磁性相Ni_0.8Co_0.2Fe_1.95(Dy_0.7Tb_0.3)_0.05O₄与四方钙钛矿结构的压电相BaZr_0.05Ti_0.95O₃-0.5Ba_0.92Ca_0.08TiO₃巧妙结合，研究人员打造出性能卓越的"磁-电转换器"。扫描电镜显示这些材料具有1.17-1.62 μm的致密微观结构，就像精心设计的纳米迷宫。

在低温(5K)和室温(300K)下，材料都表现出完美的软铁磁特性，磁矩像训练有素的士兵一样整齐排列。特别有趣的是，M2复合材料展现出4.70 μC/cm²的剩余极化强度，而M3复合材料0.66的矩形比则像精准的开关，非常适合多态存储器应用。最引人注目的是M1复合材料，其112 pC/N的压电系数和187.1 mV/(cm-Oe)的ME系数，让它成为探测微弱磁场的超级传感器。这些环保型智能材料为未来能量收集、传感技术和信息存储开辟了新途径。