基于BiFeO3的铁电/非铁电多层膜和超晶格研究
批准号:
11874412
项目类别:
面上项目
资助金额:
64.0 万元
负责人:
王灿
依托单位:
学科分类:
铁电与多铁体系
结题年份:
2022
批准年份:
2018
项目状态:
已结题
项目参与者:
田世禄、周勇、姚小康、黄河意、杜剑宇
中文摘要
人工设计异质结和超晶格的目的是通过异质界面和超晶格结构来调控母相材料的物理特性,获得具有增强的或者母相材料所不具有的新奇量子现象和功能特性。在钙钛矿氧化物铁电异质结和超晶格中已经观察到许多有趣的物理现象,如由异质界面诱发的磁电耦合、二维电子气、铁电拓扑畴结构等。BiFeO3(BFO)是引人注目的室温多铁性材料,在新型信息存储、传感器、光电和光催化等领域有着重要的应用前景,但是依然存在磁电耦合系数小和漏电等亟待解决的问题。本项目选择BFO以及与其有不同价态类型的介电材料SrTiO3或导电材料SrRuO3为母相材料,用激光分子束外延技术分别生长具有界面极化不连续和电荷失配等特性的异质多层和超晶格结构,研究界面和超晶格结构对铁电极化、二维畴壁导电、磁电耦合等物理特性的影响,目标是通过人工界面实现对BFO多层膜和超晶格的电畴结构和功能特性的调制,获得具有增强功能特性的薄膜材料。
英文摘要
The aim of artificially designed heterostructure and supperlattice is to modulate the physical properties of parent phases by the heterojunction interfaces and the configuration of supperlattices, for obtaining enhanced functional properties and/or exotic quantum phenomena and functional behaviors. Many interesting physical behaviors, such as interface induced magnetoelectric coupling, two dimensional electron gas, metallic ferroelectric domain walls, and toplogical ferroelectric domains, etc, have been observed in perovskite oxide ferroelectric heterostructures and supperlattices. BiFeO3 (BFO) is a room-temperature multiferroic material with greatest potential for application in the areas of novel information storage, photovoltaic, and photocatalysis, etc,but there still are some weaknesses such as small magnetoelectric coefficient and large leakage to be improved. In this project, perovskite oxide multilayers and supperlattices based on BFO will be fabricated by laser molecular beam epitaxy, dielectric SrTiO3 and metallic SrRuO¬3 will be used as the another parent phase, respectively, for they have different valence state compared with BFO. It will be focused on studying the effects of interface polarization discontinuity and charge mismatch on the physical behaviors of ferroelectric polarization, two dimensional metallic domain wall or interface, magnetoelectric coupling, etc. The aim of this project is to modulate the domain configuration and functional properties of BFO multilayers and supperlattices by artificial interface, to explore exotic physical phenomena and mechanisms for acquiring new supperlattice materials with enhanced functional properties.
人工设计异质结和超晶格的目的是通过异质界面和超晶格结构来调控母相材料的物理特性,获得具有增强的或者母相材料所不具有的新奇量子现象和功能特性。在钙钛矿氧化物铁电异质结和超晶格中已经观察到许多有趣的物理现象,如由异质界面诱发的磁电耦合、二维电子气、铁电拓扑畴结构等。BiFeO3(BFO)是引人注目的室温多铁性材料,在新型信息存储、传感器、光电和光催化等领域有着重要的应用前景。本项目选择BFO以及与其有不同价态类型的介电材料SrTiO3或导电材料SrRuO3为母相材料,用激光分子束外延技术分别生长多种BFO外延薄膜及质多层和超晶格结构,研究了化学配比、机械应力、掺杂等因素对BFO薄膜物性的影响,观察到BFO/SRO多层膜中铁电近邻效应和反常霍尔效应等,并界面终结层控制多层膜中铁电极化方向,实现极化‘头对头’和‘尾对尾’的畴结构。
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Photo-induced non-volatile VO(2) phase transition for neuromorphic ultraviolet sensors.
用于神经形态紫外线传感器的光诱导非挥发性 VO2 相变
DOI:
10.1038/s41467-022-29456-5
发表时间:
2022-04-01
期刊:
Nature communications
影响因子:
16.6
作者:
[Li G, Xie D, Zhong H, Zhang Z, Fu X, Zhou Q, Li Q, Ni H, Wang J, Guo EJ, He M, Wang C, Yang G, Jin K, Ge C]
通讯作者:
Ge C
DOI:
10.1002/adma.202206961
发表时间:
2022-11-21
期刊:
ADVANCED MATERIALS
影响因子:
29.4
作者:
[Chen, Shengru, Zhang, Qinghua, Guo, Er-Jia]
通讯作者:
Guo, Er-Jia
DOI:
10.1088/1674-1056/ab7806
发表时间:
2020
期刊:
Chinese Physics B
影响因子:
1.7
作者:
[Zhong Hai, Sun Qin-chao, Li Guo, Du Jian-yu, Huang He-yi, Guo Er-jia, He Meng, Wang Can, Yang Guo-zhen, Ge Chen, Jin Kui-juan]
通讯作者:
Jin Kui-juan
Dynamics of Anisotropic Oxygen-Ion Migration in Strained Cobaltites
应变钴矿中各向异性氧离子迁移动力学
DOI:
10.1021/acs.nanolett.1c04057
发表时间:
2021
期刊:
Nano Letters
影响因子:
10.8
作者:
[Qinghua Zhang, Fanqi Meng, Ang Gao, Xinyan Li, Qiao Jin, Shan Lin, Shengru Chen, Tongtong Shang, Xing Zhang, Haizhong Guo, Can Wang, Kuijuan Jin, Xuefeng Wang, Dong Su, Lin Gu, Er-Jia Guo]
通讯作者:
Er-Jia Guo
Enhanced Valley Polarization in WS2/LaMnO3 Heterostructure
WS 2 /LaMnO 3 异质结构中增强的谷极化
DOI:
10.1002/smll.202106029
发表时间:
2022-03-01
期刊:
SMALL
影响因子:
13.3
作者:
[Dang,Jianchen, Yang,Mingwei, Xu,Xiulai]
通讯作者:
Xu,Xiulai
共 20 条
自支撑BiFeO3薄膜的应变效应研究
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批准号:12474096
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项目类别:面上项目
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资助金额:52.00万元
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批准年份:2024
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负责人:王灿
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依托单位:
铁电薄膜异质结的内建电场调控与光电特性
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批准号:12174437
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项目类别:面上项目
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资助金额:62万元
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批准年份:2021
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负责人:王灿
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依托单位:
BiFeO3外延薄膜的可反转二极管特性和铁电电致电阻研究
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批准号:11174355
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项目类别:面上项目
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资助金额:75.0万元
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批准年份:2011
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负责人:王灿
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依托单位:
铁电铁磁异质结和超晶格薄膜的生长及磁电耦合研究
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批准号:10874226
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项目类别:面上项目
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资助金额:45.0万元
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批准年份:2008
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负责人:王灿
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依托单位:
国内基金
海外基金