美國康奈爾大學(xué)科學(xué)家的最新研究發(fā)現(xiàn),將普通鈦酸銪材料切成納米級薄片,然后利用物理方式將其拉伸,便可使之同時具有鐵磁性和鐵電性,而目前最好的磁性鐵電體相形之下要遜色1000倍。這一成果有望給電子工業(yè)帶來全新變革,相關(guān)研究發(fā)表于8月19日出版的《自然》雜志。
兼具鐵電性和鐵磁性的材料在自然界很罕見,這種神奇的特性可為研發(fā)低能量、高靈敏度的磁存儲器、磁傳感器或高度可調(diào)的微波器件打開大門。尋找磁性鐵電體的歷史可追溯至1966年,當(dāng)時第一個此類化合物,即一種含鎳的方硼石被發(fā)現(xiàn)。此后,科學(xué)家們也找到了一些其他的磁性鐵電體,但性能都不及這種鎳化合物。
該研究論文的作者、康奈爾大學(xué)材料科學(xué)和工程系教授達(dá)雷爾?斯克洛姆說,以前的科學(xué)家都是直接尋找磁性鐵電體,但這種物質(zhì)形式太稀有了,所以他們采用了一種不同的策略:利用第一性原理,在很多既不是鐵磁體也不是鐵電體的材料中進(jìn)行篩別,找出那些經(jīng)過擠壓或者拉伸之后能兼?zhèn)滂F磁性和鐵電性的材料,于是鈦酸銪從中“脫穎而出”。
研究人員將一層超薄的鈦酸銪放置在鈧酸鏑之上,這時鈦酸銪的晶體結(jié)構(gòu)就會自覺地“繃緊”,以與下層物質(zhì)的原子排列相對齊。他們發(fā)現(xiàn),如果換作厚一點(diǎn)并且更優(yōu)質(zhì)的鈦酸銪薄片,利用這種方法加以延展后,其性能可比現(xiàn)有最好的磁性鐵電體高1000倍。
這種制造磁性鐵電體的新方法,朝著研發(fā)下一代儲存器、精良的磁場感應(yīng)器以及許多其他夢想已久的應(yīng)用邁出了關(guān)鍵一步。不過,要實(shí)現(xiàn)這些器件的商業(yè)化生產(chǎn)還有很長的路要走,因?yàn)閷?shí)驗(yàn)是在4開氏度(約零下269攝氏度)的極低溫環(huán)境下進(jìn)行的,目前還未使用這種材料制造出任何設(shè)備。該團(tuán)隊(duì)現(xiàn)已開始對其他預(yù)計(jì)有著同樣潛力但工作溫度要高得多的材料展開研究。
欄目導(dǎo)航
內(nèi)容推薦
更多>2020-03-20
2019-06-05
2019-03-05
2018-10-10