Magnetoelektrische 3-3-Komposite durch Zonenschmelzen von Co1-xNixFe2O4/Ba1-xSrxTiO3-Eutektika : [kumulative Dissertation]

Abstract

Eutektische Komposite aus ferrimagnetischen Co1-xNixFe2O4 und ferroelektrischen Ba1-xSrxTiO3 wurden erfolgreich mittels optischem Zonenschmelzverfahren hergestellt. Der Einfluss von Atmosphäre und Wachstumsgeschwindigkeit während des Prozesses, sowie die Auswirkung der Sr-Substitution in Ba1-xSrxTiO3 und der Ni-Substitution in Co1-xNixFe2O4 wurden untersucht. REM- und HR-STEM-Bilder offenbarten eine Vielzahl verschiedener geometrischer Strukturen, welche zusätzlich via EDX Line Scan analysiert wurden. Diese Bilder zeigen rissfreie Phasengrenzen hoher Qualität mit wenig Poren zwischen den Komponenten, was mit einer hohen Dichte einhergeht. Magnetoelektrische (ME) Messungen bestätigen eine magnetoelektrische Kopplung zwischen den beiden Phasen mit einem maximalen Koeffizienten von αME = 1.3 mV Oe-1 cm-1, in Abhängigkeit von Prozessparametern wie Wachstumsgeschwindigkeit und Atmosphäre, Sr- beziehungsweise Ni-Substitution und der eingestellten Messparameter.

Eutectic composites containing ferromagnetic Co1-xNixFe2O4 and ferroelectric Ba1-xSrxTiO3 were grown successfully by floating zone technique. The influence of growth rate and atmosphere during the floating zone process as well as the influence of Sr-substitution in Ba1-xSrxTiO3 and Ni-substitution in Co1-xNixFe2O4 were investigated. SEM and HR-STEM images revealed a variety of geometric structures which have been investigated further by EDX line scans. Those micrographs also show crack free interfaces of high quality between both components with very low porosities which corresponds with a high density. Magnetoelectric (ME) measurements confirmed a magnetoelectric coupling between both phases showing a ME hysteresis and maximum αME of 1.3 mV Oe-1 cm-1, depending on growth rate and atmosphere during the floating zone process, Sr and Ni-substitution of the compounds and measurement parameters.