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新聞公告
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基于共格界面的Bi3.15Nd0.85Ti3O12/CoFe2O4多鐵性 復合陶瓷研究取得進展
發布人:王亞明  發布時間:2017-04-22   瀏覽次數:353

多鐵性材料含有兩種或多種鐵性序參量,通過不同序參量間的相互耦合可制備高效換能器,信息存儲器等多種器件,是目前功能材料研究的熱點之一。通常有兩種方式可以實現鐵電/鐵磁之間的耦合:一種是單相多鐵性材料,利用內稟的鐵電鐵磁序實現多鐵耦合,但這種耦合一般只在低溫區域存在且非常微弱;另外一種方式是將性能良好的鐵電相和鐵磁相機械復合,由此產生的鐵電鐵磁耦合需通過兩相界面應力的傳遞來實現。這類復合有多種形式:1-3結構,2-2結構,0-3結構。但這些復合一般均以薄膜形式存在,兩相界面應力傳遞會受到剛性基底的挾持,使得這種通過應力傳遞效應的耦合失去作用。


研究人員提出鐵電/鐵磁的耦合還存在著另外一種可能方式,即設計一種具有鐵磁相鑲嵌于連續性鐵電相基體之中,并在界面處實現兩相的共格連接,進而得到介于上述兩種方式之間的類單相新型復合形式,以期為多鐵性材料的研究提供新的研究思路。這種復合不存在單相內稟耦合的低溫限制,又避免了機械結合復相材料在界面失效的弊端,直接通過晶格相互作用來實現鐵電與鐵磁共存,進而有可能導致新形式的磁電耦合。采用一種復雜的混合溶膠凝膠工藝,研究人員實現了這一設想,在復合陶瓷中獲得了良好的鐵電鐵磁性能,較詳細的從鑲嵌式納米復合陶瓷顆粒的形成機理,共格界面的形成,鑲嵌式復合陶瓷的燒結致密化機理,共格界面的物理特性等方面展開了研究,取得了階段性的進展。有趣的是,研究人員發現了兩相共格導致的類超晶格聲子這一物理現象,基于這一新聲子的物理耦合機制正在深入研究之中。


以上研究工作實驗部分主要由柯華副教授協助周玉院士、賈德昌教授指導的博士生張洪軍完成,材料設計、數據分析工作主要由柯華副教授完成,相關成果分別發表在:J. Am. Ceram. Soc.,Scripta Mater.以及J. Eur. Ceram. Soc.等期刊雜志上。


1.J. Am. Ceram. Soc., 99 [7] (2016) 2334–2340, DOI: 10.1111/jace.14228

2.Scripta Mater.,127 (2017) 29–32, http://doi.org/10.1016/j.scriptamat.2016.08.011

3.J. Eur. Ceram. Soc., 37 (2017) 2115–2122, http://doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2016.12.027

4.Scripta Mater., 135(2017)80-83, http://doi.org/10.1016/j.scriptamat.2017.03.021






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