低维层状多铁性材料的构建与物性研究

基本信息
批准号:51302257
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:25.00
负责人:董思宁
学科分类:
依托单位:中国科学技术大学
批准年份:2013
结题年份:2016
起止时间:2014-01-01 - 2016-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:殷月伟,蒋涛,杨盛玮,张大龙,郝飞翔
关键词:
调控生长低维体系层状结构微结构磁电耦合
结项摘要

Multiferroic material is one of the new quantum material systems with the richest physical connotations, and has important implications for both the fundamental study of condensed matter physics and exploitation of new functional device applications. It is anticipated that multiferroics can be used in information storage, energy transfer, high-precision magnetoelectric sensing and other fields, and it is notable that exploring novel layered multiferroics is becoming a new hot issue for the multiferroic material research. In this project, the process investigations and property researches of low-dimensional layered multiferroic materials will be launched, and a particular attention will be given to the exploration of new materials and novel effects. The main researches include: 1) design and fabricate new type low-dimensional layered magnetoelectric materials, effectively control the composition, crystal structure as well as microstructure of the materials via analyzing the growth mechanism of crystals and controlling the preparation process; 2) make systematically characterizations of the magnetic and electric properties of the low-dimensional layered multiferroic materials, confirm the internal relationship between the layered structure feature and the magnetoelectric coupling effect, then establish the related phase diagram of "growth condition?crystal structure?magnetic/electric property", and further select the best performance material among the material system studied; 3) through various advanced measurement and analysis methods, in-depth understand the interactions and impacts between the surface/interface effect and the magnetoelectric coupling effect in low-dimensional layered multiferroics, sequentially exploit the structural advances of the layered magnetoelectric materials, and design prototype functional devices.

多铁性材料是有着最为丰富物理内涵的新型量子材料体系之一,在凝聚态基础物理研究和新型功能器件开发方面都有深远的意义,预计会在信息存储、能量转换、高精度磁电传感等领域获得应用,而探索新型层状多铁性材料则是多铁性材料研究的一个新兴热点。本项目拟开展低维层状多铁性材料的构建与物性研究,尤其关注新材料与新效应的探索。主要研究内容包括:1)设计并制备新型低维层状磁电材料,通过分析晶体生长机理、改变制备工艺,对材料的成分、晶体结构、微结构等进行有效地调控;2)系统地表征低维层状材料磁电特性,探明层状结构特征和磁电耦合效应的内在关联,建立相应的"生长条件?晶体结构?磁电特性"相图,并进一步筛选得到所研究体系中性能最优的层状多铁性材料;3)通过多种现代测量分析手段,深层次地认识多铁性低维层状材料中的表/界面效应和磁电耦合效应之间的相互作用和影响,从而发掘层状磁电材料的结构优势,设计原型功能器件。

项目摘要

通过对新型低维层状多铁材料材料的探索,能够获得居里温度较高和磁电耦合更强的相关器件。本项目通过水热法、固相反应法、磁控溅射、脉冲激光沉积和分子束外延等多种技术手段,开发生长包括新型低维层状多铁纳米结构、薄膜及复合多层薄膜等多种材料,对它们的结构、微结构和磁电基本性质进行全方位的深入的表征,并探索其中的结构与磁电性能之间的内在联系,取得以下成果:(1)利用水热法合成新室温多铁材料Bi4.2K0.8Fe2O9+δ,通过对其生长机理的研究,可以对该材料的纳米结构的形貌进行细致调控进而改变其磁学特性;更有趣的是,我们还发现Bi4.2K0.8Fe2O9+δ纳米带在真空环境下经过热处可以转化为纯相的一维的BiFeO3纳米链;(2)利用传统的固相反应法制备出层状共生结构Bi4NdTi3Fe1-xCoxO15 - Bi3NdTi2Fe1-xCoxO12-δ,获得了系列样品在室温下的多铁性和磁电耦合效应,探明其中Co含量对其微结构和磁电效应的重要影响;(3)利用磁控溅射生长BiFeO3/La0.625Ca0.375MnO3多铁异质结,探明磁性电极对异质结物性的影响;(4)使用脉冲激光沉积等镀膜技术生长得到La0.6Sr0.4MnO3/BiFeO3/La0.6Sr0.4MnO3、La0.7Sr0.3MnO3/BaTiO3/La0.7Sr0.3MnO3等铁磁/铁电(多铁)/铁磁三明治薄膜结构,利用微纳加工技术制备出多铁隧道结结构,并最终实现了具有非易失的四重阻态和各项异性相关的八重阻态等特性;(5)利用分子束外延技术,生长出高质量的新型磁性层状(二维)材料Sn1-xMnxSe2薄膜体系,在其中观察到了室温的弱铁磁性,并且通过对Mn含量的控制,发现可以实现材料结构从二维到三维的调控。.项目执行期间共发表相关SCI检索学术论文11篇(含2篇已接收但尚未正式发表论文),包括Nanoscale 1篇,Applied Physics Letters 1篇,APL Materials 1篇,Scientific Reports 1篇,Physical Review B 1篇,CrystEngComm 1篇,IEEE Transactions on Magnetics 1篇,Advanced Electronic Materials 1篇,Journal of Applied Physics 3篇。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

演化经济地理学视角下的产业结构演替与分叉研究评述

演化经济地理学视角下的产业结构演替与分叉研究评述

DOI:10.15957/j.cnki.jjdl.2016.12.031
发表时间:2016
2

基于 Kronecker 压缩感知的宽带 MIMO 雷达高分辨三维成像

基于 Kronecker 压缩感知的宽带 MIMO 雷达高分辨三维成像

DOI:10.11999/JEIT150995
发表时间:2016
3

低轨卫星通信信道分配策略

低轨卫星通信信道分配策略

DOI:10.12068/j.issn.1005-3026.2019.06.009
发表时间:2019
4

城市轨道交通车站火灾情况下客流疏散能力评价

城市轨道交通车站火灾情况下客流疏散能力评价

DOI:
发表时间:2015
5

基于分形维数和支持向量机的串联电弧故障诊断方法

基于分形维数和支持向量机的串联电弧故障诊断方法

DOI:
发表时间:2016

董思宁的其他基金

相似国自然基金

1

多铁性铁酸铋低维材料制备及应力调控下物性研究

批准号:51002006
批准年份:2010
负责人:王瑶
学科分类:E0206
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
2

铜基低维多铁材料高压下电子结构及物性的研究

批准号:11004073
批准年份:2010
负责人:杜菲
学科分类:A2003
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
3

基于室温铁性材料的有机无机多铁性材料的制备与物性研究

批准号:61671206
批准年份:2016
负责人:林和春
学科分类:F0122
资助金额:58.00
项目类别:面上项目
4

低维多铁性材料拓扑畴结构的形成机理与调控研究

批准号:51702351
批准年份:2017
负责人:贾婷婷
学科分类:E0207
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目