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    新法使鈦酸銪材料具鐵磁鐵電性

    2015/1/9

      美國康奈爾大學科學家的最新研究發現,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帶來全新變革,相關研究發表于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低能量、高靈敏度的磁存儲器、磁傳感器或高度可調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,當時第一個此類化合物,即一種含鎳的方硼石被發現。此后,科學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、康奈爾大學材料科學和工程系教授達雷爾·斯克洛姆說,以前的科學家都是直接尋找磁性鐵電體,但這種物質形式太稀有了,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行篩別,找出那些經過擠壓或者拉伸之后能兼備鐵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構就會自覺地“繃緊”,以與下層物質的原子排列相對齊。他們發現,如果換作厚一點并且更優質的鈦酸銪薄片,利用這種方法加以延展后,其性能可比現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,朝著研發下一代儲存器、精良的磁場感應器以及許多其他夢想已久的應用邁出了關鍵一步。不過,要實現這些器件的商業化生產還有很長的路要走,因為實驗是在4開氏度(約零下269攝氏度)的極低溫環境下進行的,目前還未使用這種材料制造出任何設備。該團隊現已開始對其他預計有著同樣潛力但工作溫度要高得多的材料展開研究。(來源:科技日報 陳丹
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