Nonlinear magneto-electric effects in ferromagnetic-piezoelectric composites

Burdin, D. A.; Chashin, D. V.; Ékonomov, N. A.; Fetisov, L. Y.; Fetisov, Y. K.; Sreenivasulu, G.; Srinivasan, G.

doi:10.1016/j.jmmm.2014.01.062

Cited by 78 publications

(52 citation statements)

References 19 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…Hence, ME measurements on both bilayer CFOI/PZT and bilayer CFOA/PZT are performed for various H ac values in the interval between 0.8 The ME effect tends to behave as with dynamic magnetostriction: an enhancement of the effect until reaching an optimum H ac field and then a decrease of the signal. As with the piezomagnetic effect, the decrease following the maximum can be explained by the nonlinearity of the magnetostrictive curve due to the magnetic hysteretic conduct of the ceramic, leading to an increase of harmonics with an increasing H ac [57,[81][82][83][84][85]. To visualize this effect, we report in Fig.…”

Section: Magnetoelectric Effectmentioning

confidence: 95%

Dynamic Magnetostriction of CoFe2O4 and Its Role in Magnetoelectric Composites

et al. 2018

View full text Add to dashboard Cite

Applications of magnetostrictive materials commonly involve the use of the dynamic deformation, i.e., the piezomagnetic effect. Usually, this effect is described by the strain derivative ∂λ=∂H, which is deduced from the quasistatic magnetostrictive curve. However, the strain derivative might not be accurate to describe dynamic deformation in semihard materials as cobalt ferrite (CFO). To highlight this issue, dynamic magnetostriction measurements of cobalt ferrite are performed and compared with the strain derivative. The experiment shows that measured piezomagnetic coefficients are much lower than the strain derivative. To point out the direct application of this effect, low-frequency magnetoelectric (ME) measurements are also conducted on bilayers CFO=PbðZr; TiÞO 3 . The experimental data are compared with calculated magnetoelectric coefficients which include a measured dynamic coefficient and result in very low relative error (<5%), highlighting the relevance of using a piezomagnetic coefficient derived from dynamic magnetostriction instead of a strain derivative coefficient to model ME composites. The magnetoelectric effect is then measured for several amplitudes of the alternating field H ac , and a nonlinear response is revealed. Based on these results, a trilayer CFO/PbðZr; TiÞO 3 /CFO is made exhibiting a high magnetoelectric coefficient of 578 mV=A (approximately 460 mV=cm Oe) in an ac field of 38.2 kA=m (about 48 mT) at low frequency, which is 3 times higher than the measured value at 0.8 kA=m (approximately 1 mT). We discuss the viability of using semihard materials like cobalt ferrite for dynamic magnetostrictive applications such as the magnetoelectric effect.

show abstract

Section: Magnetoelectric Effectmentioning

confidence: 95%

Dynamic Magnetostriction of CoFe2O4 and Its Role in Magnetoelectric Composites

et al. 2018

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…Для образцов длиной порядка 14 mm с нанесенными пленками Ni зависимость магнито-стрикции от магнитного поля приведена в работе [5]. Как следует из графика, приведенного в этой работе, в области слабых полей (до 50 Oe) зависимость магнитострикции λ(H) можно представить в виде…”

Section: поступило в редакцию 26 июня 2016 гunclassified

Магнитоэлектрический Эффект В Структуре Никель--Арсенид Галлия--Никель

Филиппов¹,

Фирсова²,

Лалетин³

et al. 2017

Письма В Журнал Технической Физики

View full text Add to dashboard Cite

Поступило в Редакцию 26 июня 2016 г.Представлены результаты экспериментальных исследований магнитоэлектри-ческого эффекта в структурах, полученных электролитическим осаждением никеля на подложку из арсенида галлия. Показано, что использование подслоя золото-германий-никель, напыленного на подложку, значительно повышает адгезию между электролитически осажденным никелем и подложкой. В полу-ченных структурах обнаружен как линейный, так и нелинейный по переменному магнитному полю магнитоэлектрический эффект. Оба эффекта имеют резонанс-ный характер, причем резонансная частота нелинейного эффекта в два раза меньше резонансной частоты линейного эффекта. DOI: 10.21883/PJTF.2017.06.44406.16488 Слоистые магнитоэлектрические (МЭ) композиты представляют собой структуры, состоящие из чередующихся, механически взаимодей-ствующих между собой, магнитострикционных и пьезоэлектрических пластин. Они имеют определенные преимущества перед объемными композитами: лучше поляризуются, в качестве магнитострикционной фазы можно использовать металлы, обладающие большим коэффици-ентом магнитострикции [1]. Однако большим недостатком слоистых структур является плохая механическая прочность, расслоение образ-цов по границам фаз. Большинство слоистых структур получают с ис-пользованием промежуточного полимерного слоя (клея), что ухудшает параметры, приводит к нежелательно высокой температурной зависи-мости, уменьшению добротности структуры. В работе [2] исследован МЭ-эффект в структуре никель−арсенид галлия, где магнитострик-72

show abstract

“…При этом нелинейная зависимость магнито-стрикции ФМ-слоя λ от магнитного поля приводит к ряду нелинейных эффектов. Так, под действием гармонического поля накачки h( f ) и постоянного поля смещения H структура генерирует электрическое напряжение u( f ) на частотах гармоник [2][3][4][5][6], под действием бигармони-ческой накачки она генерирует напряжения с суммарной и разностной частотами [7,8], обнаружена статическая деформация структур в пере-менном поле [9]. До сих пор нелинейные МЭ-эффекты в композитных структурах наблюдали только в условиях гармонической накачки.…”

Section: поступило в редакцию 6 июня 2017 гunclassified

“…В настоящей работе впервые исследовано преобразование спектра магнитного шума в нелинейной МЭ-структуре. Для объяснения данных измерений используем модель смешения гармонических магнитных полей в композитной МЭ-структуре [8]. При действии на структуру поля H в результате комбинации маг-нитострикции и пьезоэффекта ПЭ-слой структуры генерирует на-пряжение u(H) = Ad 31 λ(H), где A -постоянный коэффици-ент, зависящий только от размеров и материалов слоев структу-ры.…”

Section: поступило в редакцию 6 июня 2017 гunclassified

Нелинейное Преобразование Магнитного Шума В Магнитоэлектрической Структуре

Бурдин¹,

Фетисов²,

Чашин³

et al. 2017

Письма В Журнал Технической Физики

View full text Add to dashboard Cite

Экспериментально обнаружен и исследован эффект преобразования спектра магнитного шума в планарной магнитоэлектрической структуре Metglas--цирконат-титанат свинца--Metglas. Показано, что узкополосный шум с центральной частотой fN приводит к линейной генерации шумового электрического напряжения на частоте шума и нелинейной генерации шумового напряжения вблизи нулевых частот и в области удвоенной частоты шума. Эксперимент хорошо объясняется теорией смешения магнитных полей в магнитоэлектрических композитах c нелинейной зависимостью магнитострикции ферромагнетика от поля. DOI: 10.21883/PJTF.2017.18.45040.16905

show abstract

Nonlinear magneto-electric effects in ferromagnetic-piezoelectric composites

Cited by 78 publications

References 19 publications

Dynamic Magnetostriction of CoFe2O4 and Its Role in Magnetoelectric Composites

Dynamic Magnetostriction of CoFe2O4 and Its Role in Magnetoelectric Composites

Магнитоэлектрический Эффект В Структуре Никель--Арсенид Галлия--Никель

Нелинейное Преобразование Магнитного Шума В Магнитоэлектрической Структуре

Contact Info

Product

Resources

About