Design and characterization of multiferroic composites spinel perovskite with (0-3) and core shell nanofiber connectivities
Elaboration et caractérisation de composites multiferroïques de pérovskite spinelle avec connectivités (0-3) et nanofibres cœur-coquille
Résumé
Multiferroic magnetoelectric materials, which show both ferroelectricity and ferromagnetism, have recently
sparked a surge in scientific curiosity and amazing technological promise in novel multifunctional devices. This
thesis focuses on the development of new magnetoelectric composites with (0-3) and core-shell nanofiber
connectivities. First, the properties of the pristine phases, ferroelectric (Ba0.95Ca0.05Ti0.89Sn0.11O3) BCTSn and
ferromagnetic (CoFe2O4) CFO, were studied separately. The investigations include a detailed examination of their
structural and morphological properties, as well as an examination of electrocaloric (of BCTSn) and
magnetocaloric (of CFO) effects. The energy storage properties of the BCTSn phase were also investigated.
Second, the room temperature multiferroic properties of (0-3) composites were confirmed using ferroelectric and
magnetic hysteresis loop measurements. For CFO@BCTSn NFs, the ferroelectric and piezoelectric properties
were confirmed by PFM mappings and the M-H hysteresis loops were used to prove the ferromagnetic properties.
For CFO-BCTSn particulate composite, the largest ME coefficient is 0.1 mV cm-1 Oe-1 observed in 0.7BCTSn0.3CFO composition. However, CFO@BCTSn NFs show a high ME coefficient of 346 mV cm-1 Oe-1
. These
findings suggest that designing nanostructured couplings can enhance the interfacial area, promoting mechanical
interactions between the piezoelectric and magnetostrictive phases, thus improving the magnetoelectric effect.
Les matériaux magnétoélectriques multiferroïques, qui présentent à la fois de la ferroélectricité et du
ferromagnétisme, ont récemment suscité un regain de curiosité scientifique et une promesse technologique
étonnante dans de nouveaux dispositifs multifonctionnels. Cette thèse porte sur le développement de nouveaux
composites magnétoélectriques avec des connectivités de nanofibres (0-3) et cœur-coquille. Premièrement, les
propriétés des phases primitives, ferroélectrique (Ba0.95Ca0.05Ti0.89Sn0.11O3) BCTSn et ferromagnétique (CoFe2O4)
CFO, ont été étudiées séparément. Les investigations comprennent un examen détaillé de leurs propriétés
structurales et morphologiques, ainsi qu'un examen des effets électrocaloriques (de BCTSn) et magnétocaloriques
(de CFO). Les propriétés de stockage d'énergie de la phase BCTSn ont également été étudiées. Deuxièmement,
les propriétés multiferroïques à température ambiante des composites (0-3) ont été confirmés à l'aide de mesures
de boucles d'hystérésis ferroélectriques et magnétiques. Pour les nanofibres de CFO@BCTSn, les propriétés
ferroélectriques et piézoélectriques ont été confirmées par des cartographies PFM et les boucles d'hystérésis MH ont été utilisées pour prouver les propriétés ferromagnétiques. Pour le composite particulaire CFO-BCTSn, le
plus grand coefficient ME est de 0,1 mV cm-1 Oe-1 observé dans la composition 0,7 BCTSn-0,3 CFO. Cependant,
les nanofibres de CFO@BCTSn montrent un coefficient ME élevé de 346 mV cm-1 Oe-1
. Ces résultats suggèrent
que la conception de couplages nanostructurés peut améliorer la zone interfaciale, favorisant les interactions
mécaniques entre les phases piézoélectrique et magnétostrictive, améliorant ainsi l'effet magnétoélectrique.
| Origine | Fichiers produits par l'(les) auteur(s) |
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