Configuración y montaje de instrumento para la caracterización magnetoeléctrica de compuestos cerámicos multiferroicos

Abstract

Este trabajo presenta la configuración y montaje de un equipo empleado para la cuantificar el coeficiente magnetoeléctrico dinámico (α) de compuestos cerámicos multiferroicos. En particular, se analizan las propiedades magnetoeléctricas de los compuestos de composición Bi0.5(Na0.8K0.2)0.5TiO3-Ni0.5Co0.5Fe2O4 (BNKT-NCF). En el método dinámico, la señal magnetoeléctrica (ME) es registrada midiendo el potencial eléctrico a través de la muestra bajo un campo magnético continuo y variable en presencia de un campo magnético de CA. Los elementos de medición constan de un sistema de polarización (eléctrico y magnético), para polarizar la cerámica magnetoeléctrica, y un lock-in para generar la señal alterna y filtrar el ruido. Además, dada la baja señal ME es necesario un blindaje adecuado y una sección fina de electrodos junto al amplificador tipo lock-in. El rendimiento de los dispositivos fabricados resulta satisfactorio para realizar la medición dinámica del efecto ME para materiales magnetoeléctricos basados en cerámicos multiferroicos.

In the present work, the configuration and assembly of a device used to quantify the dynamic magnetoelectric coefficient (®) of multiferroic lead-free ceramic is analyzed. In particular, the magnetoelectric properties of Bi0,5(Na0,8K0,2)0,5TiO3-Ni0,5Co0,5Fe2O4 (BNKT-NCF) ceramics are studied. In the dynamic method, the magnetoelectric signal (ME) is recorded measuring the electrical potential across the sample under a DC magnetic field in the presence of an AC magnetic field. The measuring elements consist of a polarization system (electric and magnetic), to polarize the magnetoelectric ceramics, and a lock-in to generate the alternating signal and filter out the noise. Besides due to the low ME signal, adequate shielding and a thin electrode section are necessary close to the lock-in amplifier. The performance of the manufactured devices is satisfactory to perform the dynamic measurement of the ME effect for magnetoelectric materials based on multiferroic ceramics.