多铁性磁电材料应用于存储技术的研究现状

多铁性磁电材料同时具有铁电性、铁磁性和磁电效应等多种性能,它为新功能存储器件的设计提供了可能性。主要综述了多铁性磁电单相和复合材料在存储技术领域的应用研究,包括基于多铁性磁电材料设计的＂电写磁读＂多铁性磁电存储器、多态存储器以及基于多铁性磁电材料设计双稳态储存器件的新原理和新思路;介绍了多铁性磁电材料在存储读头技术方面...     

多铁性复合材料磁电耦合效应研究进展

多铁性材料由于同时具有铁电有序和磁性有序并且在这两种有序态之间存在耦合效应,使其在电容器、传感器、存储器、自旋电子器件等领域具有广泛的应用前景而备受关注。然而,单相多铁性材料难以在室温下实现强的磁电耦合效应从而限制其实际应用。通过将具有强压电效应的铁电相与强磁致伸缩效应的铁磁相复合而成的多铁性材料理论上可获得室温下强的磁电耦合效应。但是,复合多铁性材料的磁电耦合效应与组成复合材料自身的性能、磁电相的体积比、测试条件(电磁场大小、频率)以及磁电相的连接方式等因素相关。其中,连接方式是调控磁电耦合效应的重要因素,也是目前研究的热点问题。目前连接方式也较多,如何通过连接方式的调控提高复合多铁性材料的磁电耦合效应极其重要。为此,综述了国内外通过连接方式来调控多铁性材料磁电耦合效应的研究进展,并提出了一些亟待解决的问题。     

多铁性氧化物基磁电材料的制备及性能

多铁性材料由于其不但具有单一的铁性(如铁电性、铁磁性和铁弹性),而且由于铁性的耦合协同作用,会产生一些新的效应,使其可广泛应用于换能器、传感器、敏感器、多态存储等高技术领域。而氧化物基单相/复相陶瓷及其薄膜材料(如BiFeO_3,铁氧体/锆钛酸铅等),由于其良好的铁磁、铁电性能,正成为磁电材料的研究热点。本文综合介绍了几种单相、复合磁电陶瓷、薄膜材料的制备,论述了材料的显微结构与磁电性能之间的关联,并指出了该类材料存在的问题和今后的发展方向。单相磁电材料至今还没能应用到实际中,主要是因为大部分单相材料的Neel或Curie温度较低,在很低的温度下才有磁电效应,磁也转换系数随着温度升高到室温而趋于零。具有低漏导的BiFeO_3薄膜(具有高的Curie温度)将具有铁电应用,但作为多铁性应用,还需解决弱的磁电耦合性。虽然复合磁电材料性能比单相材料性能好,但是仍然存在一些问题。磁电多铁性材料具有潜在的巨大的商业应用前景,已使其成为新的研究热点。     

0-X型磁电复合材料耦合效应研究进展

综述了国内外0-X型复合多铁性材料磁电耦合效应的研究进展。由磁性纳米微粒与铁电相复合而成的0-X型磁电复合多铁性材料具有更大的界面面积、更好的分散性以及因磁性相之间较差的连通性所带来的高阻特性等优点,理论上可获得室温下更强的磁电耦合效应。但是,0-X型磁电复合多铁性材料的磁电耦合效应不仅与铁电相和铁磁相本身有关,还依赖于两相的界面、尺寸、外延应变以及连接形式等因素,其中,磁电相之间的连接形式直接决定了复合材料中磁电相的分散性、界面面积及界面之间的作用力大小,进而影响磁电复合多铁性材料的磁电耦合性能。     

多铁性材料BiFeO3的磁学、电学性质及磁电耦合效应

磁电多铁性材料中电荷和自旋序参量共存,并相互耦合在一起,产生磁电耦合效应。由于磁电耦合效应在未来高密度、低能耗、高读写速率器件的重要应用前景,近10年来,多铁性材料的研究成为了材料科学以及凝聚态物理领域的热点之一。BiFeO3不仅是为数不多的铁电反铁磁的多铁性材料之一,更难能可贵的是它的铁电Curie温度和反铁磁Néel温度都远高于室温。正因为如此,BiFeO3早在60多年前就受到人们的关注;但是直到2003年高质量外延薄膜的出现,才真正掀起了人们对其卓越性能和新奇物理现象研究的热潮。正是在这个背景下回顾BiFeO3的发展历史,着重介绍近10年此领域的研究成果：从晶体结构、电学性质(巨大铁电极化、电致阻变效应等)、磁学性质(自旋螺旋结构)以及磁电耦合特性等角度,对由BiFeO3多铁性模型体系中衍生出来的新奇物理现象进行详细介绍。最后,就近几年相关领域的研究进行总结和研究展望。     

多铁性铁酸铋陶瓷研究进展

自上个世纪六十年代发现铁酸铋(BiFeO3)钙钛矿具有铁电性以来,近些年借助于第一性原理计算,对其铁电性及磁性结构又有了新的认知,对多铁性的理解也进一步深化。不同于大多数BiFeO3研究所关注的薄膜和异质结构,本文从陶瓷的角度简要回顾了BiFeO3铁电性的发现历史,并从BiFeO3的晶体结构,Bi2O3-Fe2O3二元相图与BiFeO3陶瓷粉体、陶瓷的合成,BiFeO3陶瓷的磁电耦合及应用等多个面较为详细地阐述了BiFeO3陶瓷的最新研究进展;总结归纳了BiFeO3陶瓷研究中急需解决的科学问题和未来的一些发展趋势。     

多铁性材料的研究进展

多铁性材料是指材料的同一个相中包含两种及两种以上铁的基本性能.详细分析了两种类型的单相磁电材料的微观结构,并讨论了复合磁电材料的制备方法.     

新型一维多酸化合物Sr_4H_2[Bi_2W_(20)Mn_2O_(70)(H2O)_6]·22H_2O的合成和表征

在水溶液中通过Na12[Bi2W22O74(OH)2]·44H2O,MnSO4和SrCl2反应得到了一个基于[Bi2W20Mn2O70(H2O)6]10-和Sr2+的新型一维多酸化合物Sr4H2[Bi2W20Mn2O70(H2O)6]·22H2O。X-单晶衍射分析表明该化合物中[Sr(H2O)3]2+单元、[Sr(H2O)7]2+单元和[Bi2W20Mn2O70(H2O)6]10-离子分别作为二、一和六连接点。     

CaNb2O6∶Bi3+体系荧光粉的制备及荧光性能研究

采用高温固相法合成了CaNb2O6∶ Bi3+以及K+,Na+,Li+掺杂CaNb2O6∶Bi3+荧光粉,并用荧光光谱、XRD、场发射扫描电镜分析了材料的结构以及发光性能和机理.相对于纯CaNb2O6,Bi3+以及K+、Na+的引入极大的提升了荧光粉的发光强度,发光效果最好的材料为CaNb2O6∶1％Bi3+,15％K+.     

层状类钙钛矿多铁性材料研究进展

多铁性材料的自旋、电荷、轨道、晶格等多重有序存在着复杂的相互作用,且对磁场、电场、光场、应变和温度等多种外界环境敏感,从而表现出一些新奇的物理现象,使其在存储器、传感器、微波等领域中有重要的应用价值。随着对单相多铁材料研究的深入,人们已从简单钙钛矿结构的多铁性研究转向复杂的层状类钙钛矿体系,其丰富而复杂的结构给人们提供了更广泛的设计和调控空间。介绍并分析了如Double-Perovskite(DP)、Ruddlesden-Popper(RP)、Aurivillius(AU)以及A_nB_nO_(3n+2)系列等层状类钙钛矿多铁性特征的研究进展。人们已发现Bi_2FeCrO_6等DP体系、(1–x)(Ca_ySr_(1–y))_(1.15)Tb_(1.85)Fe_2O_7–xCa_3Ti_2O_7等RP体系、Bi_4NdTi_3Fe_(1–x)Co_xO_(15_–Bi_3NdTi_2Fe_(1–x)Co_xO_(12–δ)等AU体系以及La_6(Ti_(0.67)Fe_(0.33))_6O_(20)层状材料等,均具有室温或近室温多铁性。最后提出了当前面临的问题和对未来的展望。