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Adv. Mater.：武大史建平課題組室溫磁電耦合研究取得新進展
來源：武漢大學 2022-12-07
導讀：12月2日，Advanced Materials（《先進材料》）在線發(fā)表了武漢大學高等研究院研究員史建平課題組有關室溫磁電耦合的最新研究成果。該工作不僅為在原子尺度理解和調(diào)控多鐵特性提供了理想平臺，也為后摩爾時代新型信息存儲器件研發(fā)開辟了一條新的途徑。
論文題目為“Room-Temperature Magnetoelectric Coupling in Atomically Thin ε-Fe2O3”（《原子級薄二維ε-Fe2O3中的室溫磁電耦合效應》）。高等研究院2020級碩士研究生王雨竹和2019級碩士研究生王鵬為文章第一作者，史建平和國家納米科學中心研究員王振興為文章通訊作者，武漢大學為文章第一署名單位和通訊單位。通過調(diào)控存儲介質(zhì)中的穩(wěn)定狀態(tài)有利于實現(xiàn)高密度數(shù)據(jù)存儲。多鐵材料利用鐵電序和磁序的交叉耦合，為數(shù)字信息處理提供了一條新的途徑，被譽為未來信息存儲的領航者。在二維半導體中實現(xiàn)鐵電序和磁序的交叉耦合，可同時控制電子的自旋和極化屬性，使得信息處理和信息存儲功能集成在單一芯片上，有望替代傳統(tǒng)微電子技術，成為下一代信息技術發(fā)展的重要方向之一。然而，鐵電序和磁序間的互斥起源，使得在同一材料體系中同時獲得上述兩種物性以及實現(xiàn)室溫磁電耦合極其困難。史建平課題組設計了一種巧妙的空間限域化學氣相沉積策略，在云母襯底上成功制備了原子級薄二維ε-Fe2O3。通過生長參數(shù)的精確調(diào)控，首次獲得了單晶ε-Fe2O3。利用不同占據(jù)位點Fe3+離子的尺寸效應和超交換相互作用，在原子級薄ε-Fe2O3中發(fā)現(xiàn)了室溫長程鐵磁和鐵電有序性。鐵磁和鐵電性的同時存在表明ε-Fe2O3是一種室溫多鐵材料。通過調(diào)控施加電場，首次揭示了二維ε-Fe2O3的強室溫磁電耦合效應。該工作得到國家自然科學基金、國家重點研發(fā)計劃、北京分子科學國家研究中心以及中央高校基本科研業(yè)務費等項目的支持，也得到了武漢大學電鏡中心的技術支持。參考資料：http://news.whu.edu.cn/info/1015/68455.htm
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