多鐵性材料的研究是目前材料科學及凝聚態物理中的一個寬廣的新領域,蘊含著豐富的材料科學與物理研究課題、以及可預期的廣闊套用前景。多鐵性材料屬於國際熱點,也是基礎前沿科學問題及具有套用牽引的前沿研究。在這一領域,我國的研究工作在一些方向上與國際水平是同步的,具有自己的研究特色。應該進一步加強我國該領域學者之間的密切交流與合作,整合一支具有創新精神的研究隊伍,取長補短,深入研究,集成創新,使我國在該領域的基礎研究、新材料研發、技術套用方面取得新的突破。
基本介紹
- 中文名:多鐵性
- 時間:1894年
- 人物:P·居里
- 發展:1994年Schmid提出了多鐵性材料
早在1894年P·居里就利用對稱性的理論預測自然界中存在磁電效應。1960年科學家們發現了單晶Cr2O3在80 K到330 K的溫度範圍記憶體在磁電效應,由此引發了尋找磁電效應的熱潮,並相繼在混合鈣鈦礦型磁性鐵電材料,反鐵磁材料和亞鐵磁材料中發現了極弱的磁電效應。 1970年,Aizu根據鐵電、鐵磁、鐵彈三種性質有一系列的相似點將其歸結為一類,提出了鐵性材料(ferroics)的概念。1994年瑞士的 Schmid明確提出了多鐵性材料(multi-ferroic)的概念,指具有兩種或兩種以上初級鐵性體特徵的單相化合物。
目前單相多鐵性磁電材料種類十分有限、磁電效應很微弱、或者可觀察到磁電效應的溫度很低,無法實際套用。相反,多鐵性磁電複合材料可具有室溫下的強磁電效應,因而會有實際套用價值。磁電複合材料可分為四種類型:(1) 磁電複合陶瓷,(2) 磁性合金基複合材料,(3) 壓電陶瓷-磁性合金-高分子三相複合材料,(4) 納米結構鐵電-磁性氧化物複合薄膜。
總之,磁電多鐵性材料具有潛在的巨大的商業套用前景,同時多鐵性材料由於磁、電的自旋-晶格耦合而具有豐富的物理內涵,使其吸引了眾多科研工作者的極大關注,已成為新的熱點。其在基礎和套用方面的突破,將有著重要的意義。