Методы увеличения магнитоэлектрического эффекта в композитных структурах: обзор

В статье приведен обзор различных методов, с помощью которых можно увеличить магнитоэлектрический (МЭ) эффект в композитных структурах на основе магнитострикционных и пьезоэлектрических материалов. Показано, что применение клеевой технологии, использование градиентной структуры, а также термическая и термомагнитная обработки магнитострикционного аморфного сплава МЭ структуры позволяют добиться значительного увеличения МЭ эффекта. На сегодняшний день были предприняты большие усилия для оптимизации технологии создания многослойных МЭ материалов. Применение различных технологий при изготовлении МЭ композитов позволяет, например, повысить чувствительность датчиков магнитного поля для биомедицинских приложений. Также увеличение МЭ эффекта открывает большие перспективы для проведения дальнейших разработок устройств на его основе.

1. Wang Y., Li J., Viehland D. Magnetoelectrics for magnetic sensor applications: status, challenges and perspectives // Materials Today. 2014. 17(6). 269-275. DOI: 10.1016/j.mattod.2014.05.004

2. Giang D. T. H., Tam H. A., Khanh V. T. N., Vinh N. T., Tuan P. A., Tuan N. V., Ngoc N. T., Duc N. H. Magnetoelectric Vortex Magnetic Field Sensors Based on the Metglas/PZT Laminates // Sensors. 2020. 20(10). 2810. DOI: 10.3390/s20102810

3. Liang X., Chen H., Sun N. Magnetoelectric materials and devices // APL Materials. 2021. 9(4). 041114. DOI: 10.1063/5.0044532

4. Zhai J., Xing Z., Dong S., Li J., Viehland D. Magnetoelectric Laminate Composites: An Overview // Journal of the American Ceramic Society. 2008. 91. 351-358. DOI: 10.1111/j.1551-2916.2008.02259.x

5. Wu H., Fu S., Wang S., Pan H., Zha B., Gao A., Li L., Liu Z., Liu L., Jiao J., Bichurin M., Sokolov O., Wang Y. Electrical current visualization sensor based on the magneto-electrochromic effect // Nano Energy. 2022. 98. 107226. DOI: 10.1016/j.nanoen.2022.107226

6. Бичурин М. И., Петров В. М., Семенов Г. А. Магнитоэлектрический материал для компонентов радиоэлектронных приборов / Патент № 2363074, Российская Федерация. 2009. 6 с.

7. Fu S., Cheng J., Jiang T., Wu H., Fang Z., Jiao J., Sokolov O., Ivanov S., Bichurin M., Wang Y. Bias-free Very Low Frequency Magnetoelectric Antenna // Applied Physics Letters. 2023. 122(26). DOI: 10.1063/5.0158020

8. Deng T., Chen Z., Di W., Chen R., Wang Y., Lu L., Luo H., Han T., Jiao J., Fang B. Significant improving magnetoelectric sensors performance based on optimized magnetoelectric composites via heat treatment // Smart Materials and Structures. 2021. 30(8). 085005. DOI: 10.1088/1361-665X/ac0858

9. Freeman E., Harper J., Goel N., Schiff S. J. , Tadigadapa S. Optimization of Metglas 2605SA1 and PZT-5A Magnetoelectric Laminates for Magnetic Sensing Applications // Proceedings of IEEE Sensors. IEEE International Conference on Sensors, 2016. DOI: 10.1109/ICSENS.2016.7808845