Sự phụ thuộc của hiệu ứng từđiện vào góc định hướng φ giữa véc tơ

V ME () (2.5) Ta có thể khai triển dạng chuổi Taylor khi không có từ trườ ng theo bi ể u th ứ c:

KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Phân tích cấu trúc của bă ng t ừ (Fe 0.8 Co 0.2 ) 0.78 Si 0.12 B 0

3.4.2. Sự phụ thuộc của hiệu ứng từđiện vào góc định hướng φ giữa véc tơ

phân cực PE với từ trường ngoài HDC và hac

3.4.2.a. Sự phụ thuộc của hiệu ứng từđiện vào góc định hướng φ giữa véc tơ

phân cực P_E với từ trường ngoài H_DC và h_ac

Trên hình 3.12 là đường cong sự phụ thuộc của thế áp điện V_ME vào từ

trường H_DC đo theo các góc định hướng khác nhau giữa từ trường ngoài và véc tơ

phân cực điện. Trong phép đo này, từ trường một chiều và xoay chiều luôn được giữ song song với nhau và tạo các góc khác nhau với phương pháp tuyến của mặt phẳng mẫu (phương véc tơ phân cực điện P_E). Kết quả đo cho thấy hiệu ứng từ-điện lớn nhất khi từ trường ngoài vuông góc với véc tơ phân cực điện

ϕ

hầu như bị triệt tiêu hoàn toàn tại góc

ϕ

VMEmax. 0 5 10 15 20 25 30 35 0 200 400 600 800 1000 H (Oe) V^ME (m V) 90° 45° 25° 15° φ PE H h h_in H_in 0°

Hình 3.12. Đường cong sự phụ thuộc của thế từ-điện VME vào từ trường HDC đo tại các góc ϕ giữa véc tơ phân cực điện và trường ngoài HDC, hac khác nhau

Hiện tượng quan sát được có thể được giải thích dựa vào cơ chế xuất hiện hiệu ứng từ-điện trên các vật liệu tổ hợp đã được đưa ra trong phần 3.4.1 (xem hình 3.11). Như đã trình bày ở trên, thế áp điện V_ME là tín hiệu xoay chiều và chỉ xuất hiện khi có biến dạng dao động Δλ của mẫu khi có tác dụng của từ trường xoay chiều hac. Do các băng từ nghiên cứu có dị hướng từ và từ giảo nằm trong mặt phẳng băng nên biến dạng từ giảo sẽ xảy ra mạnh nhất khi từ trường tác dụng theo phương này. Theo phương vuông góc, từ giảo chỉ quan sát thấy khi có từ trường rất lớn đặt vào. Chính vì vậy, biên độ biến dạng Δλ (~ V_ME) gây ra bởi từ trường xoay chiều lớn nhất khi h_ac nằm trong mặt phẳng mẫu (φ = 90°). Tại φ = 0°, h_ac hướng theo phương khó nên với biên độ rất nhỏ (ho = 0,15 Oe) thì biến dạng Δλ của băng từ giảo là rất nhỏ chưa đủ để gây ra ứng suất lên PZT nên hầu như không quan sát thấy hiệu ứng từ-điện. Tại 0° < φ < 90°, đểđơn giản ta có thể coi chỉ có thành phần từ trường nằm trong mặt phẳng băng mới có thể gây ra biến dạng Δλ. Khi φ giảm,

thành phần từ trường này giảm và do đó tín hiệu thế áp điện giảm phù hợp với kết quả quan sát được trên hình 3.12.

3.4.2.b.Qui luật phụ thuộc thế áp điện V_ME cực đại vào góc định hướng φ

Sự phụ thuộc độ lớn thế áp điện cực đại V_ME vào góc định hướng φ được chỉ ra trên hình 3.13. Đường cong thực nghiệm cho kết quả fit khá tốt theo qui luật phụ thuộc vào hàm sinφ. Như đã biết, hiệu ứng từ-điện trên mỗi vật liệu được đặc trưng bởi hệ sốα_E liên hệ theo công thức:

ME = E ac PZT

V

α

Theo cách lý giải ở trên, biến dạng từ giảo Δλ gây ra bởi từ trường xoay chiều hac

chỉ xảy ra trong mặt phẳng băng từ, chỉ khi có thành phần hình chiếu của h_ac lên mặt phẳng mẫu (h_in = h_ac.sinφ) mới có thể gây ra biến dạng băng từ và hiệu ứng từ-

điện trên vật liệu. Do vậy ta có thể viết lại:

ME = E in PZT E acsin PZT

V

α

α

ϕ

Mặt khác ta có khi h_ac nằm hoàn toàn trong mặt phẳng mẫu thì h_in = h_ac và

( )