Streszczenie

Oddziaływania nadsubtelne i właściwości
magnetoelektryczne roztworów stałych
(BiFeO3)x-(BaTiO3)1-x
mgr inż. Karol KOWAL
Streszczenie
Przedmiotem badań przeprowadzonych w ramach niniejszej dysertacji były
roztwory stałe (BiFeO3)x-(BaTiO3)1-x o różnym składzie (x = 0,5-0,9), otrzymane
metodą swobodnego spiekania w różnych warunkach technologicznych, tj. przy
różnej temperaturze i czasie spiekania.
Celem badań był dobór odpowiedniego składu chemicznego i parametrów
technologicznych procesu wytwarzania tych materiałów, pozwalający na wzrost
sprzężenia magnetoelektrycznego, którego wartość jest szczególnie istotna ze
względów aplikacyjnych. Oryginalnym wkładem autora jest również opis
i porównanie oddziaływań nadsubtelnych, właściwości magnetoelektrycznych,
strukturalnych i magnetycznych badanych materiałów, co w znacznym stopniu
poszerza aktualną wiedzę w tym zakresie.
W badaniach oddziaływań nadsubtelnych (BiFeO3)x-(BaTiO3)1-x zastosowano
spektroskopię efektu Mössbauera. Właściwości strukturalne wytworzonych
materiałów zbadano za pomocą dyfraktometrii rentgenowskiej oraz skaningowej
mikroskopii elektronowej. Pomiary współczynnika magnetoelektrycznego
αME przeprowadzono metodą dynamiczną z wykorzystaniem wzmacniacza
fazoczułego. Ponadto, za pomocą magnetometru z drgającą próbką wykonano
pomiary namagnesowania roztworów stałych (BiFeO3)x-(BaTiO3)1-x w polu
magnetycznym. Wszystkie pomiary w ramach tej pracy przeprowadzono
w temperaturze pokojowej, gdyż przewiduje się możliwość zastosowania
badanych materiałów w urządzeniach elektronicznych.
Badania zostały poprzedzone wnikliwym studium literaturowym dotyczącym
właściwości strukturalnych, magnetycznych, elektrycznych oraz oddziaływań
nadsubtelnych w BiFeO3, BaTiO3 i roztworach stałych (BiFeO3)x-(BaTiO3)1-x.
Dokonano także przeglądu prac wskazujących na możliwość praktycznego
zastosowania efektu magnetoelektrycznego w technice sensorowej, układach
odzyskiwania energii i nowych pamięciach RAM.
Seria eksperymentów przeprowadzona w ramach tej pracy pozwoliła uzyskać
dla 0,7BiFeO3-0,3BaTiO3 sprzężenie magnetoelektryczne niemal dwukrotnie
wyższe od dotychczas opublikowanych wyników, a dla 0,6BiFeO3-0,4BaTiO3
nawet niemal trzykrotnie wyższe. Chociaż badania te miały głównie charakter
poznawczy, to opracowana w ramach niniejszej dysertacji metoda wytwarzania
roztworów stałych (BiFeO3)x-(BaTiO3)1-x może zostać wykorzystana w dalszych
pracach nad optymalizacją współczynnika αME w tych materiałach w kontekście
ich zastosowań, np. w postaci cienkich warstw.