《納米尺度下磁電多鐵材料的建構及其磁電性能調製》是依託華南師範大學，由高興森擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：納米尺度下磁電多鐵材料的建構及其磁電性能調製
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：高興森
- 依託單位：華南師範大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
多鐵性材料是當前跨學科前沿熱點。其核心問題是如何調控磁電性能。低維多鐵材料因尺寸效應、量子效應、界面效應可帶來更多新物理現象及更大調控性能自由度而受關注。而國際上這方面研究還處在起步階段。本項目希望利用現有納米製備手段，在單晶襯底上外延多鐵納米點陣及其它基於納米陣列複合結構，開展納米尺度下多鐵材料性能變化研究。目標是通過(1)研究多鐵性納米點陣列中尺寸效應對磁電性調控。(2)探索薄膜-納米點(如鐵電膜-鐵磁納米點)陣列二元複合體系中界面耦合場對納米點磁電特性影響，特別是納米微疇在耦合場下演化規律。(3)建構人工結構可調納米複合體系，研究兩相分布狀態和空間構型對磁電性能的影響，並設計優異性能新材料結構。(4)通過理論和實驗相比較，揭示納米狀態下磁電耦合機理，並對納米材料設計及器件構建提出新思路。希望圍繞多鐵材料納米尺度新物理，實現對其功能調控，挖掘更多套用前景。
結題摘要
近十年來多鐵性材料受到廣泛研究，其目的是為發展新一代磁電互控的感測器和新型存儲器。在當前信息材料和器件發展的微型化和高密度化趨勢下，納米尺度研究是多鐵性材料走向套用化的必由之路。但目前國際上這方面的研究還處於起步階段，在氧化物納米結構的製備工藝，以及納米尺度磁電錶征方面是面臨著很大挑戰。本項目通過利用多孔氧化鋁模板（AAO）和脈衝雷射沉積的相結合的方法在單晶襯底上製備鐵電、鐵磁、及納米複合結構，通過多功能掃描探針對其微觀的結構和性能進行表征，並利用蒙特卡羅方法進行模擬計算,來面對這一挑戰。主要結果體現在以下幾個方面：（1）在單晶襯底上外延多鐵BiFeO3(BFO)，鐵電Pb(Zr,TiO)3(PZT)納米點陣列，首次發現其特異的納米微疇結構，以及電壓調製阻變導電特徵。這一成果在高密度存儲方面具有一定套用前景；(2)探索了薄膜-納米點(或壓電單晶及-鐵磁納米點)陣列二元複合體系，以及BiFeO3微小納米電容器結構的微觀物理性能。發現Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-PbTiO3/Co納米點體系中納米磁微疇可在耦合場下改變方向，在BiFeO3微小電容器中,我們觀察到小於10納米的鐵電疇結構，具備鐵電反轉特徵。(3)製備了成分結構可控的納米點陣列和薄膜的複合體系(PZT-CoFe2O4)，研究了建構人工結構的磁電性能; (4)利用蒙特卡羅方法，發現應力可實現多鐵性材料BiFeO3的C-G反鐵磁相變，以及各向異性場對納米磁性微疇結構的明顯調製。這些成果，對納米多鐵性材料在存儲和多鐵性器件方面有重要的套用前景。在本項目的支持下，目前已經發表SCI論文9篇，國核心心刊物文章1篇， 國內外邀請報告2次，並邀請國外學者多次學術報告，超過申請預期。此外，該項目也為申請人回國創建先進材料研究所科研平台做出重要貢獻。
