物理
物理
물리
2014年
4期
227-235
,共9页
多铁性%铁酸铋%磁电耦合%纳米尺度%异质结%畴壁%相界
多鐵性%鐵痠鉍%磁電耦閤%納米呎度%異質結%疇壁%相界
다철성%철산필%자전우합%납미척도%이질결%주벽%상계
multiferroic%BFO%magnetoelectric coupling%nanoscale%heterostructure%do-main wall%phase boundary
近十几年来,由于对新一代高性能(低能耗、高存储密度、高读写速度)电子功能器件的需求,多铁性材料特别吸引人们的关注。在这些多铁性化合物中,铁酸铋(BiFeO3,简写为BFO)具有高的铁电居里温度和高的反铁磁转变温度,是目前最有应用前景的多铁性材料之一。文章介绍了BFO的晶体结构、铁电极化结构以及反铁磁自旋结构,探讨了在它的基态和高应变状态下,极化与自旋是如何强耦合在一起的。在此基础上,进一步探讨了利用铁电/反铁磁BFO基体系来实现强磁电耦合效应(特别是在低维系统如异质结界面、畴壁或相界中)。文章还对BFO基纳米复合自组装结构中的磁电耦合做了简单介绍。通过对BFO这一多铁性模型体系的研究,可以帮助人们更好地认识铁性材料中衍生出的新奇量子现象,从而利用高等外延生长技术开发和设计新型人造超结构来实现材料的电性、磁性和弹性之间的耦合。
近十幾年來,由于對新一代高性能(低能耗、高存儲密度、高讀寫速度)電子功能器件的需求,多鐵性材料特彆吸引人們的關註。在這些多鐵性化閤物中,鐵痠鉍(BiFeO3,簡寫為BFO)具有高的鐵電居裏溫度和高的反鐵磁轉變溫度,是目前最有應用前景的多鐵性材料之一。文章介紹瞭BFO的晶體結構、鐵電極化結構以及反鐵磁自鏇結構,探討瞭在它的基態和高應變狀態下,極化與自鏇是如何彊耦閤在一起的。在此基礎上,進一步探討瞭利用鐵電/反鐵磁BFO基體繫來實現彊磁電耦閤效應(特彆是在低維繫統如異質結界麵、疇壁或相界中)。文章還對BFO基納米複閤自組裝結構中的磁電耦閤做瞭簡單介紹。通過對BFO這一多鐵性模型體繫的研究,可以幫助人們更好地認識鐵性材料中衍生齣的新奇量子現象,從而利用高等外延生長技術開髮和設計新型人造超結構來實現材料的電性、磁性和彈性之間的耦閤。
근십궤년래,유우대신일대고성능(저능모、고존저밀도、고독사속도)전자공능기건적수구,다철성재료특별흡인인문적관주。재저사다철성화합물중,철산필(BiFeO3,간사위BFO)구유고적철전거리온도화고적반철자전변온도,시목전최유응용전경적다철성재료지일。문장개소료BFO적정체결구、철전겁화결구이급반철자자선결구,탐토료재타적기태화고응변상태하,겁화여자선시여하강우합재일기적。재차기출상,진일보탐토료이용철전/반철자BFO기체계래실현강자전우합효응(특별시재저유계통여이질결계면、주벽혹상계중)。문장환대BFO기납미복합자조장결구중적자전우합주료간단개소。통과대BFO저일다철성모형체계적연구,가이방조인문경호지인식철성재료중연생출적신기양자현상,종이이용고등외연생장기술개발화설계신형인조초결구래실현재료적전성、자성화탄성지간적우합。
Due to the upcoming demands of the next-generation electronic devices with low-energy consumption, high storage density and high write-read speed, multiferroics have attract-ed great interest for the last decades. Among the natural and artificial compounds, BiFeO3 (BFO) is one of the most promising materials due to its high ferroelectric and antiferromagnetic transition temperature. In this article, we first give an introduction about crystalline, polar and spin structures of BFO, and how the spin and polar can couple with each other in the ground state and highly strained states. Based on this, we discuss the strong magnetoelectric coupling in BFO-related sys-tems at reduced dimensions (e.g. heterointerfaces, domain walls, and phase boundaries). Finally, we briefly describe the magnetoelectric coupling in self-assembly BFO-based nanocomposites. With this multiferroic model system we are able to better understand the newly observed quantum phenomena in ferroic materials, and thus design and synthesize artificial superstructures by using advanced epitaxial techniques.The reversible control of the electric, magnetic and elastic order pa-rameters is promising for possible applications in future electronic and magnetoelectronic devices.