摘要
多铁材料是指材料中含有铁磁、铁电等不止一种铁质的材料，因此在磁传感、磁存储器件等领域有着广泛的用处。BaFe12O19（BaM）六角铁氧体具有大的垂直磁晶各向异性，化学稳定性和大的矫顽力，在微波和垂直磁记录方面具有广泛的应用。特别地，由于BaM和Mn3O4具有特殊的磁结构，可以诱导铁电极化，是研究多铁材料磁电耦合机理的良好载体。因此，本文以BaM六角铁氧体及Mn3O4为研究对象，对其制备工艺及磁电性能进行了详细的研究，主要研究内容如下： 一、使用脉冲激光技术在SrTiO3lt;111gt;（STO）基底上沉积了BaM薄膜，探索了不同基底温度对薄膜的取向、微观形貌的影响。随后在STO基底和BaM薄膜之间加入Sr3Al2O6（SAO）缓冲层，利用其可溶于水的特性，探究了自支撑薄膜剥离的过程，且比较了有无缓冲层的BaM薄膜的磁性能变化。结果表明：（1）当基底温度为720℃时，薄膜具有沿c轴单一取向、显著的六角形貌以及较低的粗糙度。（2）加入缓冲层的BaM薄膜材料显示出更强的单轴磁晶各向异性，沿c轴方向大的矫顽力（最大约为16kOe）以及0.99的剩磁比。 二、以上述最优的制备条件为基础，通过改变BaM薄膜的沉积时长，探究了不同厚度的薄膜与其磁性的关系。结果表明：随着沉积时间的增加，薄膜的c轴取向性变差，饱和磁化强度下降。随后，以Nb:SrTiO3lt;111gt;（Nb:STO）为基底沉积了Au/BaM/SAO/Nb:STO异质结薄膜，探究了薄膜的磁电性能，结果在80K附近发现了不随频率变化的介电异常峰，这可能源于锥形磁结构诱导的铁电极化。 三、采用固相法制备了Mn3O4及一系列(Mn3-xCrx)3O4（x=0.1-0.5）掺杂的单相多晶样品。主要研究了单相及其掺杂含量为x=0.4的材料的晶体结构、形貌以及磁电性能的变化。结果如下：（1）掺杂后样品的空间群由I41/amd转变成为Fd(3)m，形貌由紧密的镶嵌结构变为离散的五面体及八面体。（2）掺杂后的Yafet-Kittel型亚铁磁磁相变点由43K提高至60K，这可由掺杂Cr3+之后，Mn3+(Cr3+)/Mn2+-O键长缩短，Mn3+(Cr3+)-O-Mn3+(Cr3+)键角增大来理解。（3）介电曲线表明，掺杂前后的样品在磁相变点附近存在不随频率移动的介电异常峰，表明该体系存在与磁序相关的铁电极化。
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