谨以新型单相多铁材料中的铁电畴图案喜迎 2023 元旦！

发布时间：2022-12-30 17:57:11

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电镜中心徽标和“2023”的铁电畴图案：该铁电畴图案采用Asylum Cypher S 型原子力显微镜的 Litho-PFM 模式刻写于电镜中心团队博士生曹毅等人最近研发的单相多铁氧化物 Pb(Ti1-x,Fex)O₃ (x = 0.03)薄膜表面。磁电多铁材料具有自发铁电极化，且极化方向能够随外电场发生翻转，翻转后的极化组态可以长时间保持而不失效。基于这一原理，探针在扫描薄膜表面过程中施加±15V 电压写入“2023”图案，再在双频共振追踪模式下读取刻写的铁电畴组态并以极化相位的形式显示出来。在“2023”字体区域扫描时针尖电压为‒15V，而在其周围区域扫描时针尖电压为+15V，扫描范围为 8μm×8μm。左侧电镜中心徽标的写入过程与“2023”相同。

多铁材料中不同序参量的共存与耦合将给磁、电相关物性的调控带来不同于传统半导体微电子器件的全新机遇，被认为是突破后摩尔时代信息技术瓶颈的重要抓手。其中磁序与铁电序不同的耦合机制有望在不同器件中发挥其重要的应用价值，如高灵敏度磁传感器、能量收集器、多铁射频/微波器件、多态存储器等。Pb(Ti1-x,Fex)O₃ 高温有序单相多铁薄膜因其优异的热稳定性和内禀的自旋—电荷—晶格—轨道关联作用，不仅从应用层面拓展了磁电耦合器件的服役温域，也为低维度电子关联体系中多自由度耦合机制的基础研究提供了良好的模型体系。