《複合磁電薄膜材料的功能原理與製備科學》是依託清華大學，由南策文擔任項目負責人的重點項目。
基本介紹
- 中文名：複合磁電薄膜材料的功能原理與製備科學
- 依託單位：清華大學
- 項目負責人：南策文
- 項目類別：重點項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
多鐵性材料為發展基於鐵電-磁性集成效應的新型信息處理以及磁電器件提供了巨大潛在套用前景，已成為近來國際上一個新的研究熱點。本項目主要針對氧化物鐵電－磁性異質結薄膜(2-2型磁電複合納米系統)，通過結合實驗和理論計算深入研究這種異質結的多鐵性效應以及內在機制。通過發展其異質結多鐵性理論模型，計算這種異質結薄膜的能帶結構以及界面磁電耦合，揭示多鐵性隨微結構的變化規律。研究這種新型氧化物鐵電－磁性納米複合體系的結構形成和製備規律，通過複合薄膜製備工藝的控制，實現氧化物鐵電－磁性異質結薄膜系統的集成，為新型氧化物鐵電－磁性納米結構的研製，包括不同成分、結構的組合的選擇、工藝過程等提供基礎；發展新型多鐵性複合磁電薄膜材料，為實現微型多鐵性器件的實用化和多功能化奠定基礎。
結題摘要
本項目主要圍繞複合磁電薄膜材料的功能原理與製備，針對氧化物鐵電－磁性異質結構薄膜，通過結合實驗和理論計算研究這種異質結構的多鐵性效應。取得的主要研究成果包括：(1) 提出了研究磁電複合氧化物薄膜中正磁電耦合機制的一種方法：場致Raman譜位移，給出了複合薄膜中應變調製磁致電極化的結構證據。利用生長緩衝層以鬆弛基片約束、改變界面應力狀態等方法增強複合薄膜的正磁電回響。提出了真實表征磁電薄膜小信號的技術和方法。(2) 建立了鐵電-鐵磁異質結構的Landau唯象模型和相場模擬方法，計算模擬了多鐵性複合異質結構中的逆磁電效應（即：電場調控磁性能），得出了一系列的規律性定量結果。在多個複合膜體系觀察到新穎的電場調控磁性能現象。基於模擬和實驗演示，設計了多種新型磁電元器件(如，電壓調控磁電隨機存儲器MeRAM)。(3) 利用第一性原理計算了出超薄金屬表面磁電係數；計算設計了複合多鐵性隧道結，及其四態現象，為基於多鐵性的四態存儲器提供了理論支持，結果得到了他人實驗工作的證實。 (4) 利用水熱方法成功製備了尺寸均勻的鐵氧體/鐵電氧化物核殼納米複合結構。 項目發表學術論文 60 余篇，獲得國家發明專利授權5項，國際會議特邀報告20人次 等。
