Magnetoelectric (ME) coupling (αE) in piezoelectric:magnetostrictive composites is mediated through mechanical strain at their interfaces. Incorporating magnetic nanoparticles (NPs) in piezoelectric matrix enhances interfacial area between the two phases and therefore large αE can be expected. Here, we present electric and ME properties of 3-0 type nanocomposite thin films with various concentrations of CoFe2O4 NPs dispersed in PbZr0.52Ti0.48O3 (PZT) matrix. Nanocomposite films show only a slight reduction in remnant electric-polarization as compared to that of PZT. A nanocomposite film with 0.1% CoFe2O4 (molar concentration) exhibited the highest transverse αE of 549 mV/cmOe at 453 Oe dc bias and 1 kHz.
REFERENCES
1.
C.
Israel
, N.
Mathur
, and J.
Scott
, Nature Mater.
7
, 93
(2008
).2.
C.-W.
Nan
, M. I.
Bichurin
, S.
Dong
, D.
Viehland
, and G.
Srinivasan
, J. Appl. Phys.
103
, 031101
(2008
).3.
G.
Srinivasan
, Annu. Rev. Mater. Res.
40
, 153
(2010
).4.
5.
S. Q.
Ren
, L. Q.
Weng
, S.
Song
, F.
Li
, J. G.
Wan
, and M.
Zeng
, J. Mater. Sci.
40
, 4375
(2005
).6.
M.
Liu
, X.
Li
, J.
Lou
, S.
Zheng
, K.
Du
, and N. X.
Sun
, J. Appl. Phys.
102
, 083911
(2007
).7.
J. G.
Wan
, X. W.
Wang
, Y. J.
Wu
, M.
Zeng
, Y.
Wang
, H.
Jiang
, W. Q.
Zhou
, G. H.
Wang
, and J.-M.
Liu
, Appl. Phys. Lett.
86
, 122501
(2005
).8.
J. H.
Park
, H. M.
Jang
, H. S.
Kim
, C. G.
Park
, and S. G.
Lee
, Appl. Phys. Lett.
92
, 062908
(2008
).9.
N.
Ortega
, P.
Bhattacharya
, R. S.
Katiyar
, P.
Dutta
, A.
Manivannan
, M. S.
Seehra
, I.
Takeuchi
, and S. B.
Majumder
, J. Appl. Phys.
100
, 126105
(2006
).10.
H.
Ryu
, P.
Murugavel
, J. H.
Lee
, S. C.
Chae
, T. W.
Noh
, Y. S.
Oh
, H. J.
Kim
, K. H.
Kim
, J. H.
Jang
, M.
Kim
, C.
Bae
, and J.-G.
Park
, Appl. Phys. Lett.
89
, 102907
(2006
).11.
C. H.
Sim
, A. Z. Z.
Pan
, and J.
Wang
, J. Appl. Phys.
103
, 124109
(2008
).12.
J.
Li
, I.
Levin
, J.
Slutsker
, V.
Provenzano
, P. K.
Schenck
, R.
Ramesh
, J.
Ouyang
, and A. L.
Roytburd
, Appl. Phys. Lett.
87
, 072909
(2005
).13.
F.
Zavaliche
, T.
Zhao
, H.
Zheng
, F.
Straub
, M. P.
Cruz
, P.-L.
Yang
, D.
Hao
, and R.
Ramesh
, Nano Lett.
7
, 1586
(2007
).14.
H.
Zheng
, J.
Wang
, S. E.
Lofland
, Z.
Ma
, L.
Mohaddes-Ardabili
, T.
Zhao
, L.
Salamanca-Riba
, S. R.
Shinde
, S. B.
Ogale
, F.
Bai
, D.
Viehland
, Y.
Jia
, D. G.
Schlom
, M.
Wuttig
, A.
Roytburd
, and R.
Ramesh
, Sciences (N.Y.)
303
, 661
(2004
).15.
W.
Chen
, W.
Zhu
, X.
Chen
, and Z.
Wang
, J. Am. Ceram. Soc.
93
, 796
(2010
).16.
I.
Levin
, J.
Slutsker
, J.
Li
, Z.
Tan
, and A. L.
Roytburd
, Appl. Phys. Lett.
91
, 062912
(2007
).17.
H.
Luo
, H.
Yang
, S. A.
Baily
, O.
Ugurlu
, M.
Jain
, M. E.
Hawley
, T. M.
McCleskey
, A. K.
Burrell
, E.
Bauer
, L.
Civale
, T. G.
Holesinger
, and Q.
Jia
, J. Am. Chem. Soc.
129
, 14132
(2007
).18.
M.
Staruch
, D.
Hires
, D.
Violette
, D.
Navarathne
, G. A.
Sotzing
, and M.
Jain
, Integr. Ferroelectr.
131
, 102
(2011
).19.
M.
Shi
, G. Y.
Yu
, H. L.
Su
, R. Z.
Zuo
, Y. D.
Xu
, G.
Wu
, and L.
Wang
, J. Mater. Sci.
46
, 4710
(2011
).20.
J.-G.
Wan
, Y.
Weng
, Y.
Wu
, Z.
Li
, J.-M.
Liu
, and G.
Wang
, Nanotechnology
18
, 465708
(2007
).21.
G.
Srinivasan
, E.
Rasmussen
, J.
Gallegos
, R.
Srinivasan
, Y.
Bokhan
, and V.
Laletin
, Phys. Rev. B
64
, 214408
(2001
).22.
K.
Tahmasebi
, A.
Barzegar
, J.
Ding
, T. S.
Herng
, A.
Huang
, and S.
Shannigrahi
, Mater. Des.
32
, 2370
(2011
).23.
S.-C.
Yang
, C.-S.
Park
, K.-H.
Cho
, and S.
Priya
, J. Appl. Phys.
108
, 093706
(2010
).24.
U.
Laletin
, G.
Sreenivasulu
, V.
Petrov
, T.
Garg
, A.
Kulkarni
, N.
Venkataramani
, and G.
Srinivasan
, Phys. Rev. B
85
, 104404
(2012
).25.
Y.
Yan
, Y.
Zhou
, and S.
Priya
, Appl. Phys. Lett.
102
, 052907
(2013
).26.
A.
McDannald
, M.
Staruch
, and M.
Jain
, J. Appl. Phys.
112
, 123916
(2012
).27.
R. C.
Kambale
, D.-Y.
Jeong
, and J.
Ryu
, Adv. Cond. Matter Phys.
2012
, 824643
(2012
).28.
Y.-D.
Xu
, G.
Wu
, H.-L.
Su
, M.
Shi
, G.-Y.
Yu
, and L.
Wang
, J. Alloys Compd.
509
, 3811
(2011
).© 2013 American Institute of Physics.
2013
American Institute of Physics
You do not currently have access to this content.
