基于P(VDF-TrFE)基忆耦器磁电耦合效应的柔性存储器研究
批准号:
52101221
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
鲁佩佩
依托单位:
学科分类:
金属功能材料
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
鲁佩佩
中文摘要
为应对可穿戴式电子设备的迫切需求,发展具有柔韧性和便携性特点的柔性存储器十分重要。特别是基于磁电耦合效应的非易失性存储器,它具有并行且非破坏性读取,低功耗以及高速率等优势,为发展柔性信息存储器件提供了新的可能性。在研究基于磁电耦合效应的柔性存储器方面,提高磁电耦合系数并将柔韧性与磁电耦合效应结合是关键问题。P(VDF-TrFE)有机材料作为一种无污染、柔韧性好、易制备且具有挠曲电效应的柔性铁电薄膜,在合成柔性复合多铁性材料方面具有优势。本项目拟选择P(VDF-TrFE)薄膜,通过添加绝缘纳米颗粒填充物的形式,提高压电效应,与磁性材料合成层状和纳米有机复合多铁性材料,提高磁电耦合系数。弯曲忆耦器,研究磁电耦合效应与挠曲态的关系,并结合P(VDF-TrFE)的挠曲电效应分析磁电耦合效应的变化。本项目的开展有助于完善人们对柔性材料磁电耦合效应的认识,指导柔性器件的进一步发展。
英文摘要
To the urgent need for wearable devices, it is of great importance to develop the flexible memory with flexibility and portability. The non-volatile memory based on the magnetoelectric effect has the advantages of parallel and non-destructive reading, low power consumption and high speed, which gives the possibility of developing flexible information storage devices. To develop the flexible memory based on the magnetoelectric effect, it is a key issue to improve the magnetoelectric coefficient and combine flexibility with performance. The flexible composite multiferroics can be fabricated by the P(VDF-TrFE) organic ferroelectric film, due to its characteristic of non-pollution, easy preparation, good flexibility, and flexoelectricity. In this project, we propose to prepare layered and nano-composite multiferroics using P(VDF-TrFE) and magnetic materials for the purpose of increasing the magnetoelectric coefficient. The piezoelectric effect of P(VDF-TrFE) can be improved by adding insulating nano-particle fillers. The relationship between the magnetoelectric effect and the flexure state is to be researched by bending the memtranstor and analyzed by the flexoelectricity. This project will improve the understanding of the magnetoelectric effect of flexible materials and guide the further development of the flexible device.
为应对可穿戴式电子设备的迫切需求,发展具有柔韧性和便携性特点的柔性存储器十分重要。特别是基于磁电耦合效应的非易失性存储器,它具有并行且非破坏性读取,低功耗以及高速率等优势,为发展柔性信息存储器件提供了新的可能性。在研究基于磁电耦合效应的柔性存储器方面,提高磁电耦合系数并将柔韧性与磁电耦合效应结合是关键问题。本研究选取了含具有铁电性P(VDF-TrFE)的柔性复合多铁性材料及其它具有电磁特性的材料,采用溶胶凝胶、电化学等方法作为样品制备手段,电性、磁性及磁电耦合效应的测试方法,研究磁电耦合效应与挠曲性的关系、复合磁电耦合方法的应用及其它材料的物性。取得的主要成果包括:1)添加磁性纳米颗粒NiFe2O4、Ni、CoFe2O4的P(VDF-TrFE)溶液结合具有柔韧性的金属铝制备了一系列不同掺杂比例的纳米有机复合多铁性材料。分别添加无磁性纳米颗粒ZrO2和磁性纳米颗粒Ni、CoFe2O4的P(VDF-TrFE)溶液结合具有柔韧性和磁致伸缩的镍金属合成了一系列不同比例掺杂的层状复合多铁性材料。2)利用带水冷设备的电磁铁,结合可弯曲样品的柔性台子及锁相放大器、keithley6517B静电计等仪表,成功搭建了针对柔性材料的室温动态磁电耦合效应测试装置。3)通过搭建的装置测试样品确定了铝基底上的磁性纳米颗粒/P(VDF-TrFE)纳米有机复合多铁性材料具有微弱的磁电耦合效应,排除了这种构造形式。4)测试得到无磁性纳米颗粒ZrO2/P(VDF-TrFE)/Ni层状复合多铁性材料具有增大的磁电耦合效应,磁性纳米颗粒Ni、CoFe2O4/P(VDF-TrFE)/Ni层状复合多铁性材料具有磁电耦合效应但没有明显的增大。基于金属镍的复合多铁性材料均具有自偏置磁电耦合效应。5)测试得到挠曲性很大程度上影响了材料磁电耦合效应的变化,也成功实现了存储器的原型演示。6)复合磁电耦合方法研究多晶MnSi的斯格明子。7)其它材料的物性。
国内基金
海外基金