[01469808]纳米尺度下磁电多铁材料的建构及其磁电性能调制

本项目来源于国家自然基金课题《纳米尺度下磁电多铁材料的建构及其磁电性能调制》。近十年来多铁性材料受到广泛研究,其目的是为发展新一代磁电互控的传感器和新型低能耗磁电存储器。在当前信息材料和器件发展的微型化和高密度化趋势下,纳米尺度研究是多铁性材料走向应用化的必由之路。但目前国际上这方面的研究还处于起步阶段,在氧化物纳米结构的制备工艺,以及纳米尺度磁电表征方面是面临着很大挑战。本项目通过利用多孔氧化铝模板（AAO）和脉冲激光沉积的相结合的方法在单晶衬底上制备铁电、铁磁、及纳米复合结构,通过多功能扫描探针对其微观的结构和性能进行表征,并利用蒙特卡罗方法进行模拟计算,来面对这一挑战。 主要创新性成果体现在以下几个方面：成果（1）在单晶衬底上外延多铁BiFeO3（BFO）,铁电Pb（Zr,TiO）3（PZT）薄膜并制备纳米点阵列,并发现了一些特异的畴结构以及电压调制阻变导电特征。尤其是在BiFeO3微小电容器中,我们观察到小于10纳米的铁电畴结构,具备铁电反转和阻变特征。这一成果在高密度存储方面具有一定应用前景;2 )探索了薄膜-纳米点（或压电单晶及-铁磁纳米点）阵列二元复合体系。发现Pb（Mg1/3Nb2/3）O3-PbTiO3/Co纳米点体系具备一定磁电耦合,且纳米磁微畴可在耦合场下改变方向。并制备了成分结构可控的纳米点阵列和薄膜的复合体系（PZT-CoFe2O4）,研究了建构人工结构的磁电性能。获得较高磁电耦合性能,以及电控磁翻转行为; 3) 利用蒙特卡罗方法,揭示应力可诱导实现多铁性材料BiFeO3的C-G反铁磁相变,以及各向异性场对纳米磁微畴结构的调控行为。这些成果,推进了纳米多铁性材料在存储和传感器的应用。 在本项目的支持下,目前已经发表SCI论文9篇（或SCI他引84次）, 国内外邀请报告2次,并邀请国外学者多次学术报告。此外,该项目也为申请人回国创建先进材料研究所科研平台做出重要贡献。