多铁材料的研究进展+文献综述(2)
2.1多铁材料的应用
由于多铁性材料存在磁电耦合效应，利用它的这种性质不仅可以得知材料的磁性能临界点，而且还能利用多铁性材料的这种效应，制作出高密度的存储器与电场控制的压磁传感器等器件；利用多铁性材料的正磁电效应，可以在磁传感、换能器件方面起到重要的作用，另一方面，利用多铁性材料的逆磁电效应（电写磁读），可以用其来储存信息，就像生活中的磁电随机存储器和多态存储器一样，它们就是最好的例子。
2.2 多铁材料的研究现状及发展趋势
3单相多铁性材料
单相多铁性材料是指同时表现出铁电性和（反、亚）铁磁性的单相化合物，而且铁电性与磁性之间存在磁电耦合效应，从而可能实现铁电性和铁磁性的相互调控。
多铁性材料的晶体结构类型主要有：钙钛矿型化合物、吹冰角结构化合物、方硼石型化合物和BaMF4化合物等。其中铋类钙钛矿型化合物更是研究热点。铋系多铁性化合物则主要有BiFeO3、BiMnO3、BiCrO3，以及在理论上和实验上都有所突破的B位上有两种离子构造的单相层状钙钛矿结构的Bi系多铁材料。
铋类钙钛矿BiMnO3于1965年由日本科学家sugaw锄合成，并确定它为三斜畸变的钙钛矿结构，它是一种稀少的铁磁序和铁电序的共同体，它在磁相变温度附近表现出的介电异常尤为关注。Hill又通过理论预测了BiMnO3中铁电和铁磁性的共存，随后就发现了BiMnO3中磁相变点附近的介电异常，而且发现了随磁场的介电常数变化（即磁电电容效应），虽然仅约为0.7％的较弱的磁电容效应。
铋类钙钛矿YMnO3是一种稀少的铁磁序和铁电序的共存体，研究表明，它同HoMnO3一样在常温常压下的稳定相为吹冰方结构，只能通过高压并加高温的条件下才能实现吹冰方到正交的转变。而RMn2 O5 (R为稀土元素)系列样品在室温下是正交的结构，空间群为Pbam这个体系中，材料的铁电性能是由自旋有序引起的，因而有很强的磁介电耦合。此外还有BiCrO3也是借助加压手段合成，并确定其为赝三斜单胞的畸变钙钛矿结构；同时Bi3+的激活电子对的存在是其产生多铁性的可能原因；研究表明，当外磁场为0时，介电常数在其磁相变温度(TC≈100K)处出现异常；而当外磁场不为0时，这种介电异常被抑制，并且介电常数本身在磁相变温度 附近也有明显降低；在其磁相变温度附近的介电异常、正切损耗和磁电容效应充分表现了其磁电耦合效应，研究表明该磁电效应归因于其特殊的 内部结构：非对称中心的空间群C2。而刘红日等采用溶胶一凝胶法制备出BiCrO3薄膜，在室温下薄膜具有铁电性，剩余极化强度为0.6μC／cm²。
对单一材料主要通过掺杂、原子取代、控制晶体的生长工艺等来改善性能。Liu Hongri等采用溶胶凝胶法，用Ti取代制备BiFe1+xTixO3+8 (BFTO)薄膜，当x=0.10时，得到最大的剩余极化3.8μC／cm²，并且得到最大的介电常数(频率<100 KHz时)，当0.05<x<0.10时观察到德拜弛豫。Alexandre等采用La的A位取代， 采用旋涂法制备出Bi0.92La0.08FeO3薄膜；其在 1KHz下的介电常数和介电损耗分别为81和 0.000144，其在3V下的漏电流为为 。Ce掺杂BiFeO3也见诸于报道。此外人们还采用原子取代技术成功合成SrSm2NbO9，表明Sm隔层取代Sr而合成室温下的铁电铁磁共存的新陶瓷。Li等采用化学气相沉积法在Pt (111)／T∥SiO2／Si衬底上制备出BiFeO3多晶膜，表明是较好的红外探测器的候选材料。
很多文献介绍了铁酸铋一钛酸铅固溶体系的改性及多铁性，表明镧、镓等阳离子改性的铁酸铋一钛酸铅固溶陶瓷体系各方面性能都有明显改善和提高。在该体系的准同型相界处，其结构、电学、磁学等性能可以通过组分设计进行剪裁，同铁酸铋单晶相比表现出显著提高的极化和磁化能力；在应用方面该类材料可用于新型传感器、驱动器等电子器件。