基本信息
科技成果信息
科技成果名称:低维磁电耦合材料、物理与器件
关键词:磁电耦合,多铁性,传感器
科技成果类型:原始创新
科技成果所处阶段:实验室研究
科技成果应用领域:科学研究和技术服务业
科技成果简介:中科院物理研究所孙阳研究员团队承担的2018年度市基金重点研究专题项目“低维磁电耦合材料、物理与器件”,在单相材料的磁电耦合效应开展了系统研究,取得了重要进展,发现了一种新效应—室温巨磁电耦效应(giant magnetotranstance effect),对推动单相磁电材料的实际应用具有重要意义。磁电耦合材料分为单相和复合材料两大类。由于在室温下具有强磁电耦合效应的单相材料非常罕见,磁电耦合的实际应用往往只能局限于铁磁/铁电复合材料。如何在单相材料中发现可实际应用的磁电耦合效应成为本领域的一个难题。项目组发现一些Y-型六角铁氧体材料磁电耦合系数E = dE/dH 对外加直流磁场非常敏感,施加1000 Oe的磁场就可以使得E降低几个数量级,其相对变化率超过95%;施加200 Oe的磁场也能使得相对变化率超过80%。该效应发生在室温,可与人们熟知的磁性金属多层膜中的巨磁电阻(GMR)效应相媲美,因而在磁场传感器和自旋电子学领域具有重要的应用前景。更为重要的是,这一物理效应在电路理论中具有更为基础和普适的含义。由于磁电耦合系数E是第四种基本电路元件“电耦器transtor”的特征参数,其随磁场的变化可以等价于电耦(T=dq/d)对外界磁场的响应,因而被命名为磁电耦效应。这一研究成果不仅推动了单相磁电耦合材料的实际应用,而且从基本电路元件的角度出发,提出了“磁电耦”这一新的概念。磁电耦效应普遍存在于各类磁电耦合材料中,因而可以广泛地开展类似的研究,对该效应的研究有望开辟一个新的研究方向。研究成果发表于Science China Phys., Mech. & Astro. 64, 237511 (2021)。孙阳研究员也应邀为英国物理学会知名期刊J. Phys. D: Applied Physics撰写综述文章,总结介绍了基于磁电耦合效应的第四种基本电路元件的原理与应用。
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