分會(huì)

第十一分會(huì)：無(wú)機(jī)化學(xué)前沿

摘要

雙鈣鈦礦鐵電薄膜是由單一鈣鈦礦衍生而來(lái)的全新材料體系,其成分和結(jié)構(gòu)的廣泛選擇性以及原子自發(fā)有序的趨勢(shì)拓寬了鐵電薄膜領(lǐng)域的發(fā)展方向。例如，B位離子部分有序帶來(lái)的帶隙調(diào)諧和多場(chǎng)耦合作用(Bi2FeCrO6)，鐵磁性和鐵電性的共存(Bi2NiMnO6)、大鐵磁居里溫度(Bi2CoMnO6)和鐵電弛豫行為(Pb2ScB''O6，B''=Ta, Nb）。我們通過(guò)簡(jiǎn)單的磁控濺射法制備了具備正交結(jié)構(gòu)的A位雙鈣鈦礦多鐵薄膜Bi0.5Sm0.5FeO3，其不僅具備良好的鐵電極化和光響應(yīng)能力，還呈現(xiàn)出反鐵磁到鐵磁的過(guò)渡行為，突出了雙鈣鈦礦薄膜的可設(shè)計(jì)和多功能性。完美有序的雙鈣鈦礦鐵電材料可能具有優(yōu)異的鐵電、介電、磁性和光學(xué)性能，在光伏電池、信息存儲(chǔ)、自旋電子和光電器件等領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大應(yīng)用潛力，其中不同物理特性的內(nèi)在耦合和調(diào)諧性還可以促使多功能交叉器件的發(fā)展。然而，復(fù)雜的內(nèi)部機(jī)制和艱難的制備條件阻礙了其進(jìn)一步發(fā)展。這篇綜述首先基于雙鈣鈦礦有序/無(wú)序鐵電薄膜討論了超結(jié)構(gòu)反射/衍射峰、飽和磁化強(qiáng)度(宏觀)、掃描透射電鏡(微觀)等與有序結(jié)構(gòu)相關(guān)的表征方法。針對(duì)體系有序度普遍較差的問(wèn)題，本文還回顧了影響有序度的材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)和外部合成條件，包括離子的價(jià)態(tài)和半徑、制備方法、元素取代和應(yīng)變工程等，以期能引發(fā)對(duì)有序雙鈣鈦礦鐵電體的進(jìn)一步研究。結(jié)合雙鈣鈦礦鐵電薄膜體系的研究現(xiàn)狀，文中還概述了鐵電光伏、磁電耦合、介電調(diào)諧、電阻開(kāi)關(guān)和光電耦合等性能與器件的研究進(jìn)展。最后，我們討論了該材料體系面臨的挑戰(zhàn)，并對(duì)該領(lǐng)域的發(fā)展進(jìn)行了展望。

關(guān)鍵詞

雙鈣鈦礦;鐵電薄膜;有序結(jié)構(gòu)

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