Dissertation/Thesis Abstract

Mapping Local Manifestations of the Strain Mediated Magnetoelectric Effect in Composites
by Trivedi, Harsh, Ph.D., Universitaet Duisburg-Essen (Germany), 2015, 203; 10707252
Abstract (Summary)

Der magnetoelektrische Effekt hat grosses Gewicht um vergangene Jahrhundert gewonnen, hauptsächlich durch seine interessantes Potential in technologischen Anwendungen. Die Tatsache, dass elektrische und magnetische Felder durch magnetoelektrische Effekte gekoppelt werden können, eröffnet die Möglichkeit für Anwendungen wie hochsensitive Magnetfeldsensoren und Spannungskontrolle in nicht flüchtigen Schreibprozessen für Datenspeicher.Kompositmaterialien mit getrennten ferroelektrischen und magnetischen Phasen sind für Anwendungen vielversprechender. Normalerweise, ist der Kopplungsmechanismus zwischen diesen Phasen spannungsvermittelt und benötigt komplexe Modelle um beschrieben zu werden. Neuerdings wurden robuste theoretische Modelle erstellt mit verschiedenen Morphologien. Diese benötigen jedoch weitere experimentelle Unterstützung. Es gibt generelle einen Bedarf an genauem Verständnis über die Spannungsvermittlung an Grenzflächen.Die vorliegende Arbeit, zielt darauf das Verständnis auf diesem Gebiet auszuweiten, mit dem Fokus, die Grenzen mit Techniken wie Rasterkraftmikroskopie und konfokaler Raman Mikroskopie zu erweitern. Ausserdem sollen piezoresponse force microscopy (PFM), magnetic force microscopy (MFM) und Kelvin-probe force microscopy (KPFM) synergetisch eingesetzt werden.Untersucht werden insbesondere polikrsitalline Systeme aus farroelektiscfhem BaTiO3 und verschiedenen ferrimagntischen ferrites (BaFe12O19, SrFe12O19, CoFe2O4 und NiFe2O4).Sowohl direkter als auch der konverse magnetoelektrische Effekt wurde lokal durch in-situ PFM und MFM untersucht. Durch die Effekte konnten interessante mikromagnetische Fluktuationen bzw. Variationen in den PFM Amplituden beobachtet werden und mit selbst entwickelten Algorithmen, teilweise auf Basis von Principal Component Analysis (PCA) untersucht werden. Die Ergebnisse enthüllten interessante Muster der Magnetfeldmodulation der PFM Amplitude einhergehende mit einer speziellen räumlichen Verteilung.Später kam switching spectroscopy zum Einsatz unter in-situ Magnetfeld um Karten von lokalen Keimbildungsspannungen aufzunehmen. Diese wiesen auf intrinische elektrische Felder an den Grenzflächen hin, die durch Magnetfelder moduliert werden konnten. Diese wurden wieder mithilfe von Algorithmen analysiert und mit den Raman Moden aus Raman Mikroskopiemessungen verglichen. Durch Einschalten des Magnetfelds, wurden diese Moden konsistent freqeunzverschoben was auf die magnetoelektrische Spannungseinwirkung zurückzuführen ist.Die Ergebnisse weisen im Endeffekt auf eine größere Rolle der Mikrostruktur hin, als es bei den Einzelkomponenten der Fall wäre.

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Advisor: Lupascu , Doru C
Commitee:
School: Universitaet Duisburg-Essen (Germany)
School Location: Germany
Source: DAI-C 81/1(E), Dissertation Abstracts International
Source Type: DISSERTATION
Subjects: Materials science, Engineering
Keywords: Mapping, Local manifestations, Strain mediated magnetoelectric effect, Composites
Publication Number: 10707252
ISBN: 9781392416891
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