Advanced Functional Materials:既柔软又延展的铁/钛酸钡(Fe/BaTiO3)多铁性复合薄膜

柔性电子以其独特的柔性和延展性,不但可以应用于轻便化的可穿戴设备,更是在医疗设备、军事装备等领域有着广阔的应用前景。因此,迫切需要更多集成的多功能性材料。其中,以功能性氧化物为基础的多铁性复合材料,具有复杂的多自由度和多序参量的耦合效应,从而表现出极丰富的宏观物理特性,成为低功耗柔性电子器件的首选材料。然而,功能性氧化物存在晶格缺陷,及其离子/共价键结合导致的延展性较差等问题,使多铁性复合材料表现出硬/脆、抗弯曲应变差(<1%)等特征,难以与柔性聚合物材料兼容。因此,如何实现多铁性复合材料的柔性和延展性,并实现多序参量的耦合,这是其应用于下一代低功耗柔性电子器件时亟待解决的问题。

针对这一问题,西安交通大学电子科学与工程学院刘明教授团队和中国科学技术大学罗震林教授团队合作,在前期超弹性可调极化钛酸钡薄膜的研究基础上,利用无损剥离技术制备了既具有超柔性又具有金属延展性的铁/钛酸钡(Fe/BaTiO3)单晶多铁性异质结,通过热致结构相变实现磁电耦合系数达120 Oe/℃,并利用弯曲应力场的不均匀特性实现面外磁共振场调控范围达690 Oe,唤起了柔性磁电耦合效应的研究机制,为今后低功耗柔性电子器件的发展提供了新颖的研究方向。相关结果发表在Advanced Functional Materials(DOI: 10.1002/adfm.202009376)上。