Исследовательская группа под руководством главного исследователя Минору Осада и сотрудника Такайоши Сасаки из Международного центра наноархитектоники материалов (MANA) Национального института материаловедения (NIMS) успешно разработала мультиферроидные материалы при комнатной температуре путем послойной сборки строительных блоков из нанолистов. . Ожидается, что мультиферроидные материалы будут играть жизненно важную роль в разработке многофункциональных электронных устройств следующего поколения.Разработка новых мультиферроиков или материалов, демонстрирующих как сегнетоэлектричество, так и ферромагнетизм, имеет фундаментальное значение для новых электронных технологий. Однако сосуществование сегнетоэлектричества и магнитного порядка при комнатной температуре в отдельных соединениях редко, и гетероструктуры с такими мультиферроичными свойствами были созданы только с помощью сложных методов (таких как импульсное лазерное осаждение и молекулярно-лучевая эпитаксия).
Стремясь разработать мультиферроики при комнатной температуре, исследовательская группа использовала новый химический дизайн для искусственных мультиферроиков тонких пленок, используя двумерные оксидные нанолисты в качестве строительных блоков. Этот подход позволяет создать межслойную связь между ферромагнитным и сегнетоэлектрическим порядками, что продемонстрировано искусственными сверхрешетками, состоящими из ферромагнитных нанолистов Ti0,8Co0,2O2 и нанолистов Ca2Nb3O10 со структурой диэлектрического перовскита.
В сверхрешетках (Ti0.8Co0.2O2 / Ca2Nb3O10 / Ti0.8Co0.2O2) проявляются мультиферроидные эффекты при комнатной температуре, которые можно модулировать, настраивая межслойное взаимодействие (т.е. последовательность укладки).Это исследование открывает путь к созданию новых искусственных материалов с заданными мультиферроидными свойствами.
Кроме того, успешная разработка мультиферроидных нанопленок при комнатной температуре может привести к их применению в новых запоминающих устройствах, используя их многофункциональность и работу при низком напряжении. Это исследование было опубликовано в онлайн-версии журнала Американского химического общества 13 июня 2016 года.