图1-1-1 铁电材料的P-E电滞回线

铁电材料除了极化特性外，还具有压电、热释电、电光性能以及介电性，利用这些性质可研制不同的功能器件，使其在微电子学、光电子学、集成工业、微电子机械系统和铁电存储器等领域都有广阔的应用前景。文献综述

1.1.2  铁磁性

磁性是物质的一种基本属性，按磁性大小可分为抗磁性、顺磁性、反铁磁性、亚铁磁性、铁磁性。抗磁性材料没有固有原子磁矩，其磁响应与外加磁场方向相反，磁化率很小而且是负值，约为-105，抗磁体的例子有金、银、铜、铋和石墨等；顺磁性材料有固有磁矩，没有相互作用。其磁化强度很微弱但与外加磁场平行，其磁化率很小且大于零，典型的顺磁性物质有稀土金属和铁族元素的盐类； 反铁磁性物质是指当温度达到临界值奈尔温度（TN）以上，其磁化率与温度的关系与正常顺磁性物质相似，但温度低于TN时，磁化率不是继续增大，而是降低，并逐渐趋于定值的物质。典型的反铁磁物质有过渡族元素的盐类及化合物，如MnO、CoO等；亚铁磁性物质的宏观磁性与铁磁性相同，仅仅是磁化率的数量级稍低一些。亚铁磁体在居里温度以下具有自发磁化强度，同时也形成磁畴结构。各种类型的铁氧体材料均属于亚铁磁性物质；铁磁性物质在宏观磁性上具有高的饱和磁化强度，磁化率大于零，而且数值可达到101-105量级，表现出很强的磁性。铁磁性物质最基本的特征是近邻原子的磁矩由于内部相互作用而具有相同的方向。因此，即使没有外磁场，在铁磁物质内部也形成了若干原子磁矩取向相同的区域(磁畴)，只是由于各个磁畴的磁矩取向紊乱，因而不显示磁性。

 铁磁物质的磁滞回线

铁磁性物质在交变磁场下磁化，可以得到磁滞回线，如图1-1-2，随着外加磁场的增加，畴壁的移动和转向导致宏观体积的磁化强度增大；当H达到一定值时，铁磁体内的磁距都沿外磁场作一致的排列，此时磁化强度不再随H的增加而增大，达到饱和，Bs为饱和磁感应强度；以等幅交变外磁场作用于铁磁体，则磁化强度M随磁场强度H循一稳定的闭合回线变化，称为饱和磁滞回线，在H=0时的磁感应强度为剩余磁感应强度Br，简称剩磁。在B=0时的磁场强度Hc为矫顽场。根据磁滞回线的形状，铁磁材料可分为软磁材料和硬磁材料。软磁材料的矫顽力比较小，意味着磁滞回线狭长，其包围的面积很小，因此在交变电场中磁滞损耗小，适用于各种电感元件、变压器、镇流器、电动机和发电机中的铁芯。硬磁材料的矫顽力和剩磁都比较大，适用于作永久磁铁。

1．2  多铁性材料

瑞士科学家Schmid[5]早在1994年时提出，多铁性材料是指在同一个相内同时呈现出两种或两种以上铁的基本性能的材料。这些基本性能包括铁电性，铁磁性和铁弹性。一般而言，国际上把反铁电性、反铁磁性以及螺旋铁磁性等也纳入铁的基本性能当中。但是，对于多铁性材料的具体定义目前还有着许多模糊的地方。通常，文献中较为狭义的定义是指在同一个相中同时具有铁电性（反铁电性）和铁磁性（反铁磁性）的单相材料。但是，更为广义的多铁性材料不仅包括上述单相材料，还包括铁电/铁磁复合材料[6]。来~自^优尔论+文.网www.youerw.com/

1.2.1  多铁性材料的定义

Schmid将同时具有两种或两种以上基本铁性(如铁磁性、铁电性和铁弹性(Ferroelasticity))的材料称为多铁性材料(Multiferroics)。目前关于多铁性材料的定义还有许多模糊之处，由于铁弹性一般伴随着铁电性出现，因此通常将铁弹性略之不提。总的来看，文献中狭义的多铁性材料是指同时具有铁电性和铁磁性的单相材料。但由于目前还没有发现铁电性和铁磁性共存的单相材料，因此多铁性材料这一范畴也包括反铁磁和反铁电性。而更广义的定义还包括磁电复合材料在内[7]。磁电复合材料具体称为压电/压磁复合材料，由铁电相和铁磁相构成，中间通过应变耦合。当施加外加磁场时，压磁材料感受到磁场的存在，产生磁致伸缩，然后把应变传递给铁电相，铁电相因为压电效应产生电信号；反之亦然。但这种材料由于体积大和界面问题不利于集成。