Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-PbTiO3/CoFe2O4复合薄膜电学、磁学性能的研究

杨焕银， 郭红力

(1. 长江师范学院无机特种功能材料重庆市重点实验室, 重庆 408100; 2. 长江师范学院凝聚态物理研究所, 重庆 408100)

Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-PbTiO3/CoFe2O4复合薄膜电学、磁学性能的研究

杨焕银1, 2， 郭红力2

(1. 长江师范学院无机特种功能材料重庆市重点实验室, 重庆 408100; 2. 长江师范学院凝聚态物理研究所, 重庆 408100)

利用射频磁控溅射技术在LaNiO3/SiO2/Si基底上制备了Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-PbTiO3/CoFe2O4和Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-PbTiO3/CoFe2O4/Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-PbTiO3两种复合薄膜. 我们采取了三种退火条件对复合薄膜进行退火处理，研究两种复合薄膜的晶体结构、电学和磁学性能. 通过对两种复合薄膜的结构的分析，发现两步法退火后得到复合薄膜同时存在纯钙钛矿相和尖晶石相两种结构.铁电性能测试表明，两种复合薄膜均具有较好的铁电性能，其中三层复合薄膜的剩余极化强度Pr最大可以达到14.9 μC/cm2，这要归因于多层复合薄膜内部的应力-应变效应和界面耦合效应.在电场强度为80 kV/cm的漏电流密度数量级仅10-5A/cm2，其导电机制在高电场区满足Schottky机制. 介频性能测试表明: 复合薄膜的介频特性较差，双层复合薄膜的介电性能较好，其介电常数εr为1078，其介电损耗tgδ较大，约为0.43. 此外，对复合薄膜的磁滞回线测试表明: 两种复合薄膜中均存在磁学性能，且双层结构复合薄膜的铁磁性能较大，其饱和磁化强度Ms为119 emu/cm3，剩余磁化强度Mr达到31.6 emu/cm3，矫顽场Hc为1360 Oe. 以上测试结果表明，铁电有序和磁有序可以存在于钙钛矿-尖晶石结构当中，通过多层复合和合适退火方式可以增强其铁电和介电性能.

复合薄膜； 退火； 铁电； 介电

1 引 言

近年来多铁性材料在未来的潜在应用引起了人们越来越多的关注.多铁材料是一种同时存在铁磁性能和铁电性能的材料，这种材料在外磁场作用下发生极化，而在外电场作用下会发生磁化，这种效应称之为“磁电效应”. 由于磁电效应可以使能量在磁场和电场中自由地转换，不需要额外的设备，因此人们利用磁电材料可以方便地通过调节电场(磁场)来调控磁场(电场). 同时磁电材料转换效率高、易操作，从而在传感器领域具有广阔的应用前景，例如:存储器、磁电传感器回相器、高密度存储器、多态记忆元、磁场或电场探测器、电场控制的磁共振装置、磁场控制的压电传感器和电场控制的压磁传感器及磁电转换元件等[1,2].

磁电复合薄膜制备方面，国内外科学工作者研究者做了大量卓有成效的工作[10-12].2008年Zhang[10]用PLD方法在SrTiO3单晶基片上沉积了Pb(Zr0.52Ti0.48)O3(PZT)/SrRuO3/CoFe2O4复合薄膜. 它以PZT薄膜作为缓冲层，缓解了表面张力，增强了层间界面处的耦合，提高了复合薄膜的磁电耦合性能. Zhong[12]等采用溶胶-凝胶技术在Pt/Ti/SiO2/Si(100) 基片上沉积了Bi3.15Nd0.85Ti3O12(BNT)和CoFe2O4(CFO)磁电复合薄膜，根据沉积顺序的不同，分别得到BNT/CFO/基片(BC)和CFO/BNT/基片(CB)薄膜.研究发现，BC薄膜表面平滑致密.而CB复合薄膜的漏电流密度比BC复合薄膜的低，绝缘性较好. 同时磁电测试发现，BC复合薄膜和CB复合薄膜的磁电电压系数最大分别为91 mV·cm-1·Oe-1和 84 mV·cm-1·Oe-1. 不同的沉积方式造成B与C界面的耦合程度不同，造成了致密度较好的BC复合薄膜的磁电性能高于CB复合薄膜.

基于以上论述，本文利用射频磁控溅射技术在LaNiO3/SiO2/Si衬底上分别沉积Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-PbTiO3(PMN-PT)和CoFe2O4(CFO). 制备PMN-PT/CFO和PMN-PT/CFO/PMN-PT两种复合薄膜. 我们采用了三种退火方式对这两种复合薄膜进行后续处理，探讨了退火条件和复合方式对复合薄膜的结晶性能以及电、磁学性能的影响.

2 实 验

2.1 靶材的制备

本实验自行合成了0.65PMN-0.35PT (PMN-PT)、LaNiO3(LNO)和CoFe2O4(CFO)三种粉末靶材.LNO和CFO靶材采用传统电子陶瓷技术合成，PMN-PT靶材采用铌铁矿预产物技术合成，按照组分0.65PMN-0.35PT+0.1PbO进行配料. 将配好的三种粉料球磨24 h，然后烘干，将PMN-PT、LNO和CFO在SGM1843HA型智能箱式电阻炉中分别850 ℃、900 ℃、1000 ℃预烧4 h，然后将三种粉料压制成型，分别在1100 ℃、1100 ℃和1250 ℃的条件下烧结2 h，将前两者陶瓷仔细研磨成粉料，得到PMN-PT、LNO粉末靶和CFO陶瓷靶材.

2.2 衬底的准备

将SiO2/Si(100)衬底在适量甲苯溶液中采用超声清洗好并装入反溅射室，将背底气压抽到5×10-4Pa，在工作气压2 Pa，溅射功率20 W的条件下做反溅处理10 min. 然后将清洗好的衬底片上溅射一层LaNiO3导电薄膜，作为底电极和缓冲层.并通过快速退火处理，以获得电阻率较小的LaNiO3薄膜.

2.3 两种复合薄膜的制备

将LaNiO3(100)/SiO2/Si(100)基片装入中国沈科仪生产的高真空磁控溅射仪(JGP-560C10，SKY Inc.，China)中进行溅射镀膜.溅射条件为:工作气压2 Pa，Ar∶O2=4∶1，衬底温度300 ℃，溅射功率40 W.然后分别沉积两种复合薄膜:(a)首先溅射CFO薄膜，时间为1 h，之后溅射PMN-PT薄膜2 h，从而得到CFO/ PMN-PT复合薄膜；(b)首先溅射PMN-PT薄膜，之后溅射CFO薄膜，最后溅射PMN-PT薄膜，时间均为1 h. 制备得到的薄膜的总厚度约为370 nm，其中PMN-PT薄膜的厚度250 nm，CFO薄膜厚度约为120 nm.从而然后将制备好的两种复合薄膜样品放入快速退火炉进行退火处理.对两种复合薄膜生长结晶，采取三种退火方式处理:(a) 550 ℃下进行快速退火处理，时间3分钟；(b)两步法退火. 750 ℃快速退火20 s，之后降温到550 ℃退火2分钟，重复3次；(c) 700 ℃下进行快速退火处理，时间3分钟.

2.4 薄膜的表征

复合薄膜的晶体结构和取向用X射线衍射仪(XRD，DX-1000，中国丹东)进行表征；膜厚和界面结构用扫描电子显微镜(SEM，FEI，INSPECT F，美国)进行表征；介电性能用HP4294阻抗分析仪进行测试；铁电性能和漏电流性能用铁电测试系统Radiant Precision压电工作站(RT2000 Tester，美国)进行测试；磁学性能用振动样品磁强计(VSM，IBHV-525，日本)进行测试.

3 结果与讨论

图1为在不同退火热处理条件下CFO/PMN-PT薄膜的XRD衍射图谱.由于PMN-PT薄膜的退火温度约在550 ℃左右，而CFO的退火温度约在700 ℃左右，因此我们采取这两种退火温度进行退火. 同时采用两步法退火(750 ℃快速退火后降温到550 ℃进行保温)进行热处理. 由图1可见，经过三种不同退火方式的CFO/PMN-PT复合薄膜中已经形成了完整的钙钛矿结构和尖晶石结构.其中LNO薄膜具有单相的衍射特征峰，主要的特征峰有(100)、(110)、(200)，且LNO薄膜的(100)取向明显；CFO薄膜经过退火后显示出尖晶石相的特征衍射峰，无杂相生成. 主要的衍射特征峰为 (311)、(400)和(442)，且CFO薄膜(400)和(442)晶面特征衍射峰形状较好. CFO薄膜的(400)晶面的衍射峰峰强相对其他衍射峰较为明显，呈现出明显的(400)择优取向. 同时发现，CFO薄膜的衍射峰强度随温度的影响不大，这可能是由于CFO薄膜沉积在下层，因此在快速退火过程中，温度传递性较差导致CFO薄膜结晶性不好；PMN-PT薄膜形成了纯的钙钛矿结构，未发现焦绿石相. 其主要衍射峰取向为为(100)、(110)、(200)，具有较为明显的(100)方向的择优取向. 同时发现，随着退火温度的升高，PMN-PT薄膜晶粒逐渐长大，因此其结晶性也逐渐变好. 但PMN-PT衍射峰强度较低，这可能是由于PMN-PT和CFO的晶格常数相差较大，因此PMN-PT在两者之间的界面沉积时，晶格失配严重，造成界面应力较大，累积了界面能，在较低温度和短时间退火下PMN-PT薄膜不能充分结晶. 综合这三种退火方式可以看到，双层复合薄膜在两步法退火处理时的PMN-PT的XRD晶体结构相对来说较好，这是因为两步法退火方式能够使PMN-PT在高温段(750 ℃)出现大量钙钛矿晶核，在峰值温度保温20 s后再降至550 ℃进行较长时间(2分钟)保温，这保证了PMN-PT晶核得以充分生长.这样降低了热处理的温度，更接近与 Si 基半导体器件集成的温度要求.

图1 不同退火后CFO/PMN-PT薄膜XRD衍射图谱退火条件:(a)550 ℃(b)750 ℃-550 ℃(c)700 ℃Fig. 1 The XRD patterns of CFO/PMN-PT films annealed in different conditions:(a)550 ℃(b)750 ℃-550 ℃(c)700 ℃

图2为在不同退火热处理条件下PMN-PT/CFO/PMN-PT三层复合薄膜的XRD衍射图谱，退火方式同双层复合薄膜一样. 对比图1可以发现，三层复合薄膜在经过三种方式退火后，PMN-PT和CFO薄膜也形成纯的钙钛矿结构和尖晶石结构，但CFO薄膜的衍射峰强度很小，且复合薄膜并未出现其他杂相.其中PMN-PT薄膜呈现高度的(100)择优取向. 同时对比图2(a)-图2(c)，也发现两步法退火对复合薄膜中PMN-PT的结晶效果更好.

图2 不同退火后PMN-PT/CFO/PMN-PT薄膜XRD衍射图谱退火条件:(a)550 ℃(b)750 ℃-550 ℃(c)700 ℃Fig. 2 The XRD patterns of PMN-PT/CFO/PMN-PT films annealed in different conditions:(a)550 ℃(b)750 ℃-550 ℃(c)700 ℃

图3为复合薄膜的SEM断面图谱. 从图3可以看到，LNO层与复合薄膜间界面较为明显，而PMN-PT与CFO的界面则较为模糊. LNO底电极薄膜的厚度约为280 nm，复合薄膜厚度约为370 nm.

图3 复合薄膜的断面SEM图片Fig. 3 The cross section of composite films SEM image

图4(1)为CFO/PMN-PT复合薄膜在不同退火条件下的电滞回线.从图4(1)中可以看到，CFO/PMN-PT复合薄膜在三种退火条件下的电滞回线形状较好，具有较好的铁电性.其中图样品(a)为550 ℃退火的电滞回线，其剩余极化强度(Pr)仅为6.467 μC/cm2；样品(c)为700 ℃下退火的复合薄膜的剩余极化强度(Pr)达到8.029 μC/cm2，由于其退火温度更高，复合薄膜中的PMN-PT结晶程度好于550 ℃，因此其剩余极化强度较高；而样品(b)为两步法退火的复合薄膜，其剩余极化强度(Pr)最大可以达到9.163 μC/cm2，这是由于复合薄膜在750 ℃退火时出现大量的晶核，之后在550 ℃下晶粒在晶核周围同时迅速生长，避免了个别晶粒生长过大而导致漏导过大，且小晶粒之间的应力作用也增大了其铁电性. 此外，复合薄膜比报道的纯PMN-PT薄膜的剩余极化强度要小[13-15]，原因主要是由于CFO薄膜的掺入. 由于CFO薄膜的电导率较大，在复合薄膜内部形成一个电导带和一个界面，这一方面导致实际电压施加在一定厚度的PMN-PT薄膜上，界面间应用电压的损失导致测量出的剩余极化强度Pr偏小；另一方面CFO的大电导率使得复合薄膜内部漏电流增大，同时由于界面处的晶粒尺寸大小不同，由此导致的位错和晶格畸变也减小了复合薄膜的铁电性. 这一点可以从复合薄膜的铁电性能随着电场的逐渐增大，饱和极化强度Ps逐渐增大，之后出现“低头”现象看到. 以上分析说明，CFO恶化了复合薄膜的铁电性能.

图4(2)为PMN-PT/CFO/PMN-PT复合薄膜在三种退火条件下的电滞回线.对比图4(1)可见，这种三层的复合薄膜比两层复合薄膜的耐电压特性要强，表现为在三种退火条件下三层复合薄膜铁电性能普遍要大于双层复合薄膜. 且外电场强度为100 kV/cm时的电滞回线并未出现过饱极化，无明显“低头”的迹象. 其中在样品(a)两步法退火的复合薄膜剩余极化强度(Pr)最大可以达到14.9 μC/cm2，远大于样品(a)和(c)的6.91 μC/cm2和9.927 μC/cm2. 这也与样品(b)中PMN-PT薄膜的衍射峰强度较大相符. 这可以归因于中间层的CFO晶粒尺寸较小，且薄膜厚度较小，导致与上、下层的PMN-PT薄膜层结合时，在界面处的存在应力-应变效应以及界面耦合效应.

图4 不同退火的复合薄膜的电滞曲线(1)CFO/PMN-PT,(2) PMN-PT/CFO/PMN-PTFig. 4 The P-E hysteresis loops of for different composite films (1)CFO/PMN-PT (2) PMN-PT/CFO/PMN-PT

图6是两步法退火复合薄膜的介电常数εr和介电损耗tgδ随频率之间的变化关系曲线. 由图6可见，随着频率的增大，双层和三层复合薄膜的介电常数εr逐渐下降，介电损耗tgδ逐渐增加，呈现典型的频率色散特征[18,19]. 相对比纯 PMN-PT薄膜，复合薄膜的介电常数较低和介电损耗则较大. 此外，双层薄膜的介电常数比三层薄膜的介电常数要大，而双层薄膜的介电损耗要比三层薄膜的介电损耗小. 室温1 KHz测试频率下，双层和三层复合薄膜的介电常数εr分别达到1078和586，介电损耗tgδ分别为0.43和0.66.这是由于CFO薄膜的介电常数较小而介电损耗较大，因此复合薄膜储存电荷的能力变弱，导致复合薄膜呈现出介电常数减小损耗增大.

图5 不同退火的复合薄膜漏电流密度随电场变化关系图(1)CFO/PMN-PT,(2) PMN-PT/CFO/PMN-PTFig. 5 The diagrams of leakage current density change with electric field for composite films: (1)CFO/PMN-PT (2) PMN-PT/CFO/PMN-PT

图6 两步法退火的复合薄膜介电常数和介电损耗与频率的关系图(a)CFO/PMN-PT (b)PMN-PT/CFO/PMN-PTFig. 6 The diagrams of dielectric constant and dielectric loss change with frequency for composite films: (a)CFO/PMN-PT (b) PMN-PT/CFO/PMN-PT

两种复合薄膜在水平面内施加1.5 T磁场下的磁滞回线如图7所示. 由图7可见，两种复合薄膜均存在一定的磁学性能.双层结构复合的薄膜铁磁性能要大于三层结构复合薄膜的铁磁性能，但相比单相CFO薄膜要小很多. 其中以双层和三层复合薄膜饱和磁化强度Ms分别为119 emu/cm3和96 emu/cm3；剩余磁化强度Mr分别达到31.6 emu/cm3和20.2 emu/cm3，而矫顽场Hc分别为1360Oe和990Oe. 测试结果表明，磁有序结构可以存在于钙钛矿-尖晶石结构当中. 由于PMN-PT薄膜无铁磁性，因此复合薄膜的铁磁性能主要来源于CFO的贡献. 同时相比双层复合薄膜，三层复合薄膜中PMN-PT与CFO接触的界面的增多，应力的增加导致了磁无序，从而稀释了CFO的磁学性能，导致复合薄膜的磁学性能减弱. 且三层薄膜的矫顽场相对要小一些，这是由于CFO的磁致伸缩系数为负值[20]，磁化时发生收缩. 因此界面的增多使得CFO在面内受到PMN-PT的张力作用，降低了复合薄膜的矫顽场，使得矫顽场随着层数的增多而逐渐变小.

图7 两步法退火的复合薄膜的磁滞回线 (1)CFO/PMN-PT (2) PMN-PT/CFO/PMN-PTFig. 7 The M-H hysteresis loops of composite films annealed by two-step method: (1)CFO/PMN-PT (2) PMN-PT/CFO/PMN-PT

4 结 论

利用射频磁控溅射技术在LaNiO3/SiO2/Si(100)基底上制备了两种复合薄膜，重点比较了两种复合薄膜的晶体结构、铁电和铁磁性能在三种退火条件下的测试结果. 通过对测试结果的分析发现，两步法退火对复合薄膜的晶粒生长的结晶效果显著. 同时，对复合薄膜的电学性能测试发现，通过增加复合薄膜的层数甚至可以在一定程度上增强复合薄膜的铁电性能，降低漏电流，但层数增加对高频下的介电常数和介电损耗影响较大. 此外，对复合薄膜的铁磁性能测试则发现，含有CFO相的复合薄膜具有了一定的磁学性能，磁有序出现在钙钛矿-尖晶石相当中，且具有较大的剩余极化强度和较小的矫顽力. 以上测试分析表明，具有弛豫特性的强铁电性PMN-PT薄膜与硬磁性的CFO薄膜的复合有助于帮助人们探索具有多铁特性的复合材料体系，从而实现铁电和铁磁相互之间的高效率转换.

[1] Eerenstein W, Mathur N D, Scott J F. Multiferroic and magnetoelectric materials[J].Nature, 2006, 442: 759.

[2] Spaldin N A, Fiebig M. The renaissance of magnetoelectric multiferroics[J].Science, 2005, 309: 391.

[3] Ryu J， CarazoA V. Magnetoelectric properties in piezoelectric and magnetostrictive laminate composites [J].Jpn.J.Appl.Phys., 2001, 40: 4948.

[4] Wang K F, Liu J M, Ren Z F. Multiferroicity: the coupling between magnetic and polarization orders[J].AdvancesinPhysics, 2009, 58(4): 321.

[5] Choi S W, Shrout T R, Jong S J,etal. Morphotropic phase boundary in Pb(Mg1/3Nb2/3)-PbTiO3system[J].MaterialsLetter, 1989, 8: 253.

[6] Noblanc O, Gaucher P, Galvarin G. Structure and dielectric studies of Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-PbTiO3ferroelectric solid solution around the morpotropic boundary[J].J.Appl.Phys., 1996, 79 (8): 4291.

[7] Gupta S M, Viehland D. Tetragonal to rhombohedral transformation in the lead zirconium titanate lead magnesium niobate-lead titanate crystalline solution[J].J.Appl.Phys., 1998, 83(1): 407.

[8] Yu H, Zeng M, Wang Y,etal. Magnetoelectric resonance-banding of Terfenol-D/ePoxy-Pb(ZrTi)O3bilayers in parallel and series on conections[J].Appl.Phys.Lett., 2005, 86: 032508.

[9] Zhou J P, He H C, Shi Z,etal.Dieleetric, maglletie,and magnetoelectric properties of laminated PbZr0.52Ti0.48O3/CoFe2O4composite ceramics[J].J.Appl.Phys., 2006, 100: 094106.

[10] Zhang J X, Dai J Y,etal. Magnetoelectric coupling in CoFe2O4/SrRuO3/Pb(Zr0.52Ti0.48)O3heteroepitaxial thin film structure [J].Appl.Phys.Lett., 2008, 92( 2): 022901.

[11] He H C, Wang J,etal. Ferroelectric and ferromagnetic behavior of Pb (Zr0.52Ti0.48)O3.Co0.9Zn0.1Fe2O4multilayered thin films prepared via solution processing [J].Adv.Funct.Mater., 2007, 17( 8): 1333.

[12] Zhong X L, Liao M,etal. Structural, ferroelectric, ferromagnetic, and magnetoelectric properties of the lead-free Bi3.15Nd0.85Ti3O12/CoFe2O4double-layered thin film [J].J.Cryst.Growth., 2008, 310(12): 2995.

[13] Detalle M, Wang G, Re′miens D,etal. Comparison of structural and electrical properties of PMN-PT films deposited on Si with different bottom electrodes[J].J.Cryst.Growth., 2007, 305 (1): 137.

[14] Li W Z, Xue J M, Zhou Z H,etal. 0.67Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-0.33PbTiO3thin films derived from RF Magnetron sputtering[J].CeramicsInternational, 2004, 30(7): 1539.

[15] Wang J M, Li W L, Fei W D. Phase composition of 0.7Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-0.3PbTiO3film deposited by radio frequency magnetron sputtering[J].J.Mater.ProcessingTechnology, 2009, 209: 343.

[16] Sudhama C, Campbell A C, Maniar P D,etal. A model for electrical conduction in metal-ferroelectric-metal thin-film capacitors[J].J.Appl.Phys., 1994, 75: 1014.

[17] Chen J L, Chen H M, Lee J Y. An investigation on the leakage current and time dependent dielectric breakdown of ferroelectric lead-zirconate-titanate thin film capacitors for memory device applications[J].Appl.Phys.Lett., 1996, 69: 4011.

[18] Zhang C H, Xu Z, Gao J J,etal. Study on the dielectric properties of 0.75Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-0.25PbTiO3ceramic wnder hydrostatic pressure[J].ActaPhys.Sin., 2009, 58: 6500(in Chinese)[张崇辉, 徐卓, 高俊杰, 等.等静压下0.75Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-0.25PbTiO3陶瓷的介电性能研究[J].物理学报, 2009, 58: 6500]

[19] Zhou D, Luo L H, Wang F F,etal. Research on the performance of 0.7Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-0.3PbTiO3Single crystal/polymer 1-3 prezoelectric composite material[J].ActaPhtys.Sin., 2008, 57: 4552(in Chinese)[周丹, 罗来慧, 王飞飞, 等. 单晶/环氧树脂1-3型复合材料的压电性能研究[J]. 物理学报, 2008, 57: 4552]

[20] He H C, Ma J, Lin Y H. Influence of relative thickness on multiferroic properties of bilayered PbZr0.52Ti0.48O3-CoFe2O4thin films [J].J.Appl.Phys., 2008, 104: 114114.

Research on the electric and magnetic performance in Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-PbTiO3/CoFe2O4thin films

YANG Huan-Yin1, 2, GUO Hong-Li2

(1. The Institute of Condensed Matter Physics, Yangtze Normal University, Chongqing 408100, China; 2. Chongqing Ker Laboratory of Inorganic Special Functional Materials, Yangtze Normal University, Chongqing 408100, China)

The Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-PbTiO3/CoFe2O4and Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-PbTiO3/CoFe2O4/Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-PbTiO3films were prepared on LaNiO3/SiO2/Si substrates by radio frequency magnetron sputtering. The crystal structure, electrical and magnetic properties were researched in three annealing conditions. Though the two-step annealing, the pure perovskite phase and spinel structure were observed in the two composite films. It is demonstrated that both kinds of composite films have good ferroelectric performance. And the three layered films have better ferroelectric properties with the remanent polarization to 14.9 μC/cm2, which may be due to the internal stress/strain effect and interface coupling effect in multilayered composite films. The Leakage current density is only 10-5A/cm2in electric field intensity of 80 kV/cm, which meet the Schottky conductive mechanism in high electric intensity. It is indicated by frequency performance test that: the frequency characteristics of composite film are poorer, and the dielectric properties of double layered composite films are better than those of the three-layered composite films. Meanwhile, the dielectric constant εris 1078, the dielectric loss tgδ is larger, about 0.43. In addition, the composite films electric hysteresis loop test showed that magnetic properties exist in the both composite films, and the magnetic performance of double layer composite films is larger, in which its saturation magnetizationMsresidual magnetizationMrand coercivityHccan reach 119 emu/cm3, 31.6 emu/cm3and 1360 Oe, respectively. The above test results show that the ferroelectric order and magnetic order can exist in perovskite-spinel structure, the ferroelectric and dielectric properties can be enhanced by the way of multilayer composite and appropriate annealing method.

Composite Films; Annealing; Ferroelectric; Dielectric

103969/j.issn.1000-0364.2015.12.027

2014-09-10

重庆市教委科技项目(KJ15012005)；无机特种功能材料重点实验室开放基本项目(KFKT201502)

杨焕银(1983—), 男，山东肥城人，硕士，讲师，主要从事纳米材料及铁电薄膜研究.E-mail: yuxinyin83@163.com

郭红力.E-mail: guohongli1211@163.com

TM22. 3

A

1000-0364(2015)06-1071-07