《複合多鐵納米結構的製備及其磁電特性的研究》是依託中國人民解放軍國防科技大學，由張森擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：複合多鐵納米結構的製備及其磁電特性的研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：張森
- 依託單位：中國人民解放軍國防科技大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
多鐵性材料同時具有兩種或兩種以上基本鐵性，而且這些鐵性之間可相互耦合而產生新功能。磁性材料和鐵電材料構成的多鐵異質結構因其在磁電耦合效應方面的重要性而受到越來越多的關注。研究這種結構的一個關鍵問題就是利用磁電耦合效應實現電場對磁性的調控。這方面的研究不僅對鐵電、鐵磁等基本鐵性的起源及其相互耦合的微觀機制等重要科學問題的理解具有重要的意義，而且在自旋電子學和其它領域有著廣闊的套用前景。而納米科學作為上個世紀出現的新興學科，在材料、生物、化學等很多方面都有著深遠的影響，將納米技術與多鐵材料的研究進行結合，既合乎科技創新中學科交叉的大背景，又符合多鐵材料向著小型化、器件化發展的套用需求。本項目從鐵電材料本身的微觀特性角度出發，結合納米技術對複合多鐵納米結構展開磁電耦合效應的研究，著力解決室溫下非易失的磁電耦合效應，鐵磁/鐵電耦合機理，複合多鐵材料小型化、器件化等關鍵問題。
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結題摘要
基於應變調製的鐵磁/鐵電型複合多鐵異質結構因其良好的室溫工作能力、大的磁電耦合效應，在多鐵材料的相關研究中占據著重要的地位，並且具有著較大的套用潛能。經過十餘年的研究，複合多鐵磁電調控從最初簡單物理效應探索，逐步開始朝小型化、器件化方向發展。在此背景下，本項目主要進行鐵磁/鐵電型複合多鐵納米結構、異質結構的製備和磁電耦合效應的研究。課題研究從鐵電和鐵磁材料本身的微觀特性角度出發，結合多鐵納米異質結的界面應力耦合特性，瞄準解決室溫下“非易失”、“巨大”的磁電耦合效應、鐵磁/鐵電耦合機理以及複合多鐵材料在小型/器件化過程中所涉及的關鍵問題等目標，具體開展了基於傳統鐵磁/鐵電異質結的多種複合多鐵結構電場調控磁性的研究，基於納米陣列的新型鐵磁/鐵電複合多鐵結構磁電耦合研究，以及基於鐵磁/鐵電的異質結的多鐵器件研究。經過三年來的努力，項目組分別在電場調控磁性的“巨大”耦合效應、“非易失”性磁電耦合的微觀特性與巨觀機制、鐵電極化翻轉種類關聯的空間分辨磁性調控、不同鐵電相的電場調控磁性規律、室溫可回復的電場調控磁化翻轉、電致應變對磁化動力學的調控規律、多鐵自旋閥電場調控巨磁電阻效應以及多鐵隧道結電場調控隧穿磁電阻效應等眾多方面取得研究突破，發表多篇高質量SCI論文。這些研究成果一方面從不同角度揭示了鐵磁/鐵電多鐵異質結中兩種材料通過鐵電極化、電疇翻轉、鐵彈應變等耦合方式實現電場對巨觀磁性和微觀磁疇的調控規律和影響，豐富了磁電耦合的微觀機理，推進了複合多鐵異質結構向不同空間尺度（巨觀、介觀以及微觀）開展磁電耦合研究，具有科學意義；另一方面，因其所獲得的巨大電場調控磁性效應和在基於應變調製的鐵磁/鐵電複合多鐵器件中電場調控自旋輸運的相關探索，為多鐵性材料在下一代高性能存儲器件上的套用奠定了一定的研究基礎，具有參考價值。
