化学压强调控下单相多铁性BiFeO3薄膜材料的磁电耦合性能研究

BiFeO3 (BFO) is a room-temperature multiferroic material that has recently attracted much attention. However, pure BFO does not exhibit high spontaneous magnetization because of its antiferromagnetic spin configuration. Numerous studies therefore have been devoted to improve the magnetic properties, and one of the popular methods is chemical substitution. In order to clarify this issue.we tend to research on the chemical pressure-mediated magnetoelectric couping effect by doping ions with different ions size. Our project tends to chemical substitute with proper ions and research on the obtaining the increasement of the magnetic moment and steady polarization and magnetoelectric coupling coefficient. Our programme will develop the theory of the crystalization and magnetoelectric coupling properties,and will give practical surport for the magnetoelectric coupling effect,which is propitious to the practical use of the multiferroic BFO materials.

BiFeO3（BFO）是目前唯一在室温下共存磁有序与铁电有序的磁电多铁性材料，在新型磁电器件、自旋电子器件、高性能信息存储器件等众多领域都有广阔的应用前景。但其磁电异源的本征属性使得其磁电耦合效应微弱，如何增强其磁电耦合效应仍是目前亟待解决的问题。针对这一问题，本项目设计对单相BFO基薄膜进行在化学压强下的调控，通过择选不同半径的掺杂离子以及优化工艺，同时获得增强的磁化强度与稳定饱和的电极化值。在此基础上，系统深入地研究不同半径掺杂离子导致的类似流体静压强的化学压强对其室温磁电性能的调控。从调控晶体结构的角度，探讨增强单相BFO基薄膜磁电耦合效应的有效途径。本项目的研究将发展单相BFO基薄膜晶体结构与磁电性能方面的理论研究，并对晶体结构、磁性能、电性能以及磁电耦合效应间的关系提供有效实验数据支持，有利于单相BFO磁电多铁性材料应用于实际。

BiFeO3（BFO）是目前唯一在室温下共存磁有序与铁电有序的磁电多铁性材料，在新型磁电器件、自旋电子器件、高性能信息存储器件等众多领域都有广阔的应用前景。本项目设计对单相BFO基薄膜进行在化学压强下的调控，通过择选不同半径的掺杂离子Ca Sr Ba以及优化工艺，同时获得增强的磁化强度与稳定饱和的电极化值。在此基础上，系统深入地研究不同半径掺杂离子导致的类似流体静压强的化学压强对其室温磁电性能的调控。从调控晶体结构的角度，探讨增强单相BFO基薄膜磁电耦合效应的有效途径。此外，本项目还尝试了通过在BFO薄膜表面沉积活泼金属从而研究测定Bi-O键Fe-O键之间的耦合作用。从而多方面了解BFO结构间的耦合作用。本项目的研究对BFO基材料的晶体结构、磁性能、电性能以及磁电耦合效应间的关系提供有效实验数据支持，有利于单相BFO磁电多铁性材料应用于实际。