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东京工业大学和东北大学联合研发室温多铁性薄膜及其性能

来源:材料科技在线|

发表时间:2018-01-13

点击:1242


室温多铁性薄膜及其性质。多铁性薄膜晶体内部结构引发自发极化似乎与c轴平行,而铁磁物质的原子磁矩受内部“分子场”作用引发的自发磁性似乎与a轴平行。


      东京工业大学和东北大学的科学家已经开发出了高质量的GFO外延膜,并系统地研究了它们的铁电和铁磁性质。他们还展示了这些GFO薄膜在室温下的磁电容效应。


      多铁材料显示出磁驱动的铁电性这种吸引人的特性,而且这种特性应用于诸如快速写入,省电和非破坏性数据存储等新技术。然而,由于多铁性通常是在低温下观察到,因此开发可在室温下观察到的多铁性材料是非常迫切的要求。


      GaxFe2-xO3即GFO,因为磁化强度大,作为常温多铁材料很有应用前景。 GFO薄膜已经成功地制造出来,并且已经证明它们在室温下存在着的偏振转换。然而,有效的控制它们的铁电和铁磁性质可以更好的实现GFO膜的磁电性能及应用。为了控制这些性质,理解每个阳离子部位的组成成分与原始特征之间的关系是非常重要的。


      因此,由东京理工大学的伊藤满(Mitsuru Ito)领导的研究小组着手系统地研究多铁性是GFO薄膜中Ga和Fe成分比的函数。具体而言,他们使用压电响应力显微镜研究了GFO薄膜的铁电特性,发现x = 1和0.6的GaxFe2-xO3薄膜在室温下显示出铁电性。当施加超过4.5V的电压时,压电相位可以反转180°。这种行为是铁电材料的典型特征,而且这也是室温下薄膜中存在可切换极化的有力指标
 


室温多铁性薄膜及其性能,从左上到右为在300K下,x等于a)0,b)0.3,c)0.4和d)0.6。来源:先进功能材料


      科学家还通过磁性表征证实了薄膜的室温亚铁磁性。他们最后证明出GFO薄膜在室温下的磁电容效应。他们报告说,通过改变x,可以控制矫顽力,矫顽力范围以及饱和磁力值。研究还表明,GFO型铁氧化物的铁电和磁范围与众所周知的室温多铁性双铁性材料不同,有可能扩大室温多铁性材料的种类。

文章来自phys网站,原文题目为Room-temperature multiferroic thin films and their properties,由材料科技在线汇总整理。



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