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:
( οME 90 = E ac PZT
3.4.6. Sự phụ thuộc của hiệu ứng từ-điện vào băng từ sau khi ủ nhiệt
Đường cong sự phụ thuộc của hệ số từ-điện vào từ trường trên các mẫu cùng cấu hình sandwich sử dụng các băng từ sau khi ủ ở các nhiệt độ khác nhau
Ta = 350 °C và 450 °C so sánh với mẫu chưa ủ nhiệt được đưa ra trên hình 3.24. Các mẫu sử dụng băng từ sau khi ủ nhiệt có hiệu ứng từ-điện lớn hơn so với các mẫu dùng băng từ chưa ủ. Hệ số αE cực đại tăng khi tăng nhiệt độ ủ. Vị trí H* tại
đó hệ số αE đạt cực đại lại hầu như không thay đổi khi băng được ủ ở nhiệt độ thấp (bảng 3.3). Ở nhiệt độ cao, Ta = 450 °C, vị trí này có sự dịch chuyển nhỏ về phía từ
trường cao H* = 80 Oe so với 65 Oe trong trường hợp chưa ủ nhiệt.
Nguyên nhân của sự khác nhau giữa các mẫu này có thể được giải thích dựa vào sự khác nhau về cấu trúc tinh thể của các băng từ sau khi qua quá trình xử lý nhiệt đã được trình bày trong phần 3.1. Chính sự tồn tại của các hạt bcc-Fe(Co) sau khi ủ nhiệt là nguyên nhân dẫn đến sự thay đổi đáng kể tính chất từ và từ giảo nội tại của các băng FeCoBSi kéo theo sự thay đổi hiệu ứng từ-điện. Hiệu ứng từ-điện tối ưu nhất trên mẫu với hệ số αE ~ 1600 mV/cmOe tại từ trường rất thấp H* = 63 Oe đạt được trên các mẫu sử dụng băng từ ủ ở nhiệt độ Ta = 350 °C. Ở nhiệt độ
này, băng từ có cấu trúc nanô tinh thể với kích thước nhỏ và mật độ thấp. Ở nhiệt
độ cao, sự lớn lên của kích thước hạt cùng với mật độ phân bố dẫn đến làm giảm tính chất từ và từ giảo mềm và do dó dẫn đến sự tăng lên của H*. Ảnh hưởng của quá trình ủ nhiệt đến hiệu ứng từ-điện quan sát được phù hợp với tính chất từ và từ
So với vật liệu tổ hợp dạng màng đa lớp NiZnFeO/PZT của nhóm Srinivasan và các đồng nghiệp, vật liệu được coi là thành công với cố gắng tăng cường hiệu
ứng từ-điện trong từ trường thấp với αE ∼ 1500 mV/cmOe tại từ trường H* = 100 Oe, vật liệu tổ hợp sử dụng băng từ mềm nanô tinh thể sau khi ủ nhiệt không những có hiệu ứng từ-điện lớn hơn mà còn trong vùng từ trường thấp hơn nhiều.
Trong nghiên cứu triển khai ứng dụng, chúng tôi đã lựa chọn vật liệu sử
dụng băng từ sau khi ủ ở nhiệt độ cao Ta = 450 °C. Mặc dù độ dốc của đường cong
αE(H) này thấp hơn nhưng hiệu ứng từ-điện đạt được lớn nhất và đặc biệt là đường cong tuyến tính trong dải từ trường lớn nhất -5 mT đến 5 mT.
-1800-1200 -1200 -600 0 600 1200 1800 -200 -150 -100 -50 0 50 100 150 200 H (Oe) αE (m V /c m O e) Ta = 450 °C Ta = 350 °C Chưa ủ
Hình 3.24. Đường cong sự phụ thuộc củahệ số αE vào từ trường HDC
trong mặt phẳng mẫu theo phương song song với chiều dài băng khi chưa ủ và khi ủ với các nhiệt độ Ta = 350 °C và 450 °C
Bảng 3.3. Sự thay đổi hiệu ứng ME phụ thuộc vào quá trình ủ nhiệt của băng từ FeCoBSi
Mẫu αEmax (mV/cmOe) H* (Oe) Độ dốc dαE/dH Vùng tuyến tính
Chưa ủ 1262 65 ~ 380 1 mT ÷ 4 mT
Ủ 250 °C 1325 65 ~ 380 1 mT ÷ 4 mT
Ủ 350 °C 1585 63 ~ 450 1 mT ÷ 5 mT
