D-02.多铁性材料
复合材料
高分子复合材料结课论文石墨烯复合材料制备和应用进展 学院：材料学院 班级：高分子12-1班 姓名：苏庆慧 学号：1201130724
石墨烯复合材料制备和应用进展 摘要:石墨烯和碳纳米管都是纳米尺寸的碳材料，具有极大的比表面积、良好的导电性以及优秀的机械性能等特性。选择合适的方法制备出石墨烯/碳纳米管复合材料，它们之间可以产生一种协同效应，使其各种物理化学性能得到增强，因而这种复合材料在很多领域有着极大的应用前景。以石墨烯/碳纳米管复合材料为综述对象，详细地介绍了它的制备、掺杂和应用等方面的进展，同时也对其发展前景进行了展望。这种复合材料不仅被成功地应用在电容器、光电器件、储能电池、电化学传感器和其它领域，而且也会在这些领域内深化并向其它领域延伸。关键词石墨烯；碳纳米管；复合材料；制备；应用 Abstract：Graphene and carbon nanotubes are nanometer-sized carbon materials with the characteristics of the great specific surface area，good electrical conductivity and excellent mechanical properties。Selecting appropriate methods to prepare graphene/carbon nanotube composites can generate a synergistic effect between them with many physical and chemical properties enhanced，and these composites have a great future in many areas。In this paper，some kinds of preparation methods about graphene/carbon nanotube composites were described in detail，such as chemical vapor deposition，layer by layer deposition,electrophoretic deposition，vacuum filtration，coating membrane and in situ chemical reduction method。The advantages and disadvantages of these methods were compared as table format。To further enhance the functions，the graphene/carbon nanotube composites were doped with other materials such as polymer materials，nanoparticles，metal oxide to achieve the purpose of modification。Some researchers proposed theoretical computer model design for some special composites structures such as three-dimensional columnar structure and spiral structure to improve the performance of composites。Meanwhile，the applications of composites in supercapacitor，a photoelectric conversion device，energy storage batteries，electrochemical sensors and other fields were discussed in detail。These applications fully proved that composites had a brighter future than pure graphene or carbon nanotube。In addition，the developments of composites are prospected。Preparations of grapheme/carbon nanotube composites are maturing，but
多铁性磁电材料应用于存储技术的研究现状
硅酸盐学报 硅 酸 盐 学 报 · 1792 · 2011年 多铁性磁电材料应用于存储技术的研究现状 施 科，何泓材，王 宁 (电子科技大学微电子与固体电子学院，电子薄膜与集成器件国家重点实验室，成都 610054) 摘 要：多铁性磁电材料同时具有铁电性、铁磁性和磁电效应等多种性能，它为新功能存储器件的设计提供了可能性。主要综述了多铁性磁电单相和复合材料在存储技术领域的应用研究，包括基于多铁性磁电材料设计的“电写磁读”多铁性磁电存储器、多态存储器以及基于多铁性磁电材料设计双稳态储存器件的新原理和新思路；介绍了多铁性磁电材料在存储读头技术方面的应用；并将基于多铁性磁电材料的存储器与其他几种存储器作了简单比较；最后就多铁性磁电材料的存储技术发展面临的挑战进行了总结和归纳。 关键词：多铁性磁电材料；存储器；读头；铁电性；铁磁性 中图分类号：TB34；TP333 文献标志码：A 文章编号：0454–5648(2011)11–1792–08 网络出版时间：2011–10–25 10:49:06 DOI ：CNKI:11-2310/TQ.20111025.1049.014 网络出版地址：https://www.360docs.net/doc/5513739766.html,/kcms/detail/11.2310.TQ.20111025.1049.014.html Recent Progress in Application of Multiferroic Magnetoelectric Materials on Storage Technology SHI Ke ，HE Hongcai ，WANG Ning (State Key Laboratory of Electronic Thin Films and Integrated Devices, School of Microelectronics and Solid-State Electronics, University of Electronic Science and Technology of China, Chengdu 610054, China ) Abstract: Since multiferroic magnetoelectric (ME) material has ferroelectric, ferromagnetic and magnetoelectric properties, it is pos-sible to use this material for the design of storage device. Recent development on the application of single-phase or composite ME material on storage technology was reviewed. The areas were magnetoelectric random access memories (MERAM) with electric writing and magnetic read, magnetoelectric multiple-state storages, other new storages with novel working principles and ME read heads. In addition, the storage devices based on ME materials were compared with other different storage devices, and the challenges with the storage technology were summarized. Key words: multiferroic magnetoelectric material; storage device; read head; ferroelectricity; ferromagnetism 在器件微型化、功能需求多样化的现代生活和生产中，多功能智能材料成为人们关注的焦点，多 铁性磁电材料[1–4]是其中的典型代表。 这种材料不仅兼具铁电性和铁磁性，而且还具有铁电性/铁磁性之间的耦合性能，如通过外加电场能够改变材料的磁极化[5]或磁阻[6]，施加磁场产生电极化的磁电效应[7]，磁场下介电常数发生变化的磁介电效应[8]等，可大大开拓材料应用范围。不仅在传统的传感器[9]、存储器[10–11]、微波器件[12–13]等器件领域可以得到应用，还可以利用其同时具备铁电、铁磁、磁电等多 种性质于一体，进一步增加微电子器件设计的自由度，设计出对电、磁、力都响应的集成器件。如今，多铁性磁电材料已成为智能材料与器件方向的研究热点，正受到越来越多研究者的关注[14–17]。 随着信息技术的高速发展，要求存储技术提供速度更快，容量更大，功耗更低，体积更小，寿命更长，可靠性更高的存储器[18]。传统的半导体工艺技术已经逐渐逼近物理极限，难以大幅度提高存储器的性能。要想有突破性的进展，就必须另辟蹊径，寻找新材料或新的原理和方法。多铁性磁电材料同 收稿日期：2011–05–10。 修改稿收到日期：2011–06–28。 基金项目：国家自然科学基金(51002020)；中央高校基本科研业务费专 项资金(ZYGX2009J033)资助项目。 第一作者：施 科(1987—)，男，硕士研究生。 通信作者：何泓材(1980—)，男，博士，副教授。 Received date: 2011–05–10. Approved date: 2011–06–28. First author: SHI Ke (1987–), male, graduate student for master degree. E-mail: she.ki@https://www.360docs.net/doc/5513739766.html, Correspondent author: HE Hongcai (1980–), male, Ph.D., associate pro-fessor. E-mail: hehc@https://www.360docs.net/doc/5513739766.html, 第39卷第11期 2011年11月 硅 酸 盐 学 报 JOURNAL OF THE CHINESE CERAMIC SOCIETY Vol. 39，No. 11 November ，2011
多铁性物理-东南大学
多铁性：物理、材料及器件专题 编者按作为凝聚态物理与材料物理的前沿分支之一,多铁性研究脱胎于磁电耦合的研究.固体中磁电耦合的概念最初由居里先生提出,至今已有一百多年.在漫长的历史长河中,磁电耦合领域的研究曾经在冷战时期短暂热闹过一阵,但随后是漫长的冷寂期.日内瓦大学的老先生Hans Schmid在磁电耦合领域坐了半辈子冷板凳,在1994年提出了多铁体(multiferroics)这个概念.九年之后,该领域研究才真正引起广泛关注.2003年以BiFeO3薄膜的大铁电极化和TbMnO3单晶的磁控电这两大突破作为里程碑,该领域快速蹿红,吸引了大量研究者的瞩目.在接下来的几年中,研究者在该领域迅速取得了若干重要突破性成果.2007年底美国《科学》杂志遴选了七个下一年度重点关注领域(Areas to Watch),多铁体荣幸入选,并且这是凝聚态物理/材料物理方向唯一入围者. 但出乎意料,2008年铁基超导的异军突起与拓扑绝缘体的系列突破迅速抢占了凝聚态物理/材料物理大舞台的主角位置,掩盖了多铁体的光彩.因此最近十年来多铁领域的研究变得相对平淡.但即使在这样的平淡岁月中,仍然有一群研究者一直在这个领域坚持耕耘,默默地将该领域一步步向前推进.实际上,这个领域在过去十年的发展并不孤独,而是逐渐和物理的各分支（包括理论物理、凝聚态物理、材料物理、光物理、器件物理等）交叉融合.因此当前的多铁领域研究已经涵盖了从基础物理理论,到具体材料体系,再到器件应用等多个方面. 受《物理学报》责任编缉古丽亚的委托,我邀请了国内若干活跃在该领域前沿的中青年专家撰稿,合成这样一期以短篇综述为主的专辑,较为全面和深入地介绍该领域已取得的部分成果以及最新进展.从研究内容上,可大致分为两类:一是,探索多铁性材料和揭示其物理规律;二是,探索多铁性异质结、器件和应用.第一类研究的综述包括(以下排名按投稿先后): 1)Ruddlesden-Popper结构杂化铁电体(浙江大学刘小强、陈湘明等);2)低维铁电材料(南京理工大学阚二军等);3)激发态电荷输运有机多铁体(南京理工大学袁国亮等);4)异常双钙钛矿多铁氧化物(中山大学李满荣等);5)四倍体钙钛矿多铁氧化物(中国科学院物理研究所龙有文等);6)非常规铁电钙钛矿氧化物(上海大学任伟等);7)铋层状多铁氧化物单晶薄膜(中国科学技术大学翟晓芳、陆亚林等).第二类研究的综述包括:1)多铁性磁电异质结及器件(清华大学赵永刚等;西安交通大学胡忠强、刘明等;南京理工大学汪尧进等);2)压电单晶磁电复合薄膜(中国科学院上海硅酸盐研究所郑仁奎等);3)铁电光伏效应(苏州大学蔡田怡、雎胜);4)钙钛矿薄膜的多铁性与氧空位调控(南京航空航天大学杨浩等);5)微纳尺度电场驱动磁翻转(华南师范大学高兴森等).除了短篇综述外,还有三篇研究论文,在此就不细述.希望这个专题能够为国内多铁性及相关领域研究的学术交流做一些贡献. (客座编辑东南大学物理学院董帅)
多铁性材料的自旋起源
多铁性材料的自旋起源 多铁材料由磁有序和铁电有序共同组成的，据信是在固体材料系统通过一个微小的能量消耗来完成磁与电的交叉控制的关键。例如巨磁电效应在凝聚态物理中在很长一段时间内引起了大家强烈的兴趣，希望得到一个新兴自旋相关连电子的方程。 在这里我们以磁性材料中实现多铁性和自旋驱动铁的电性开始，以上已经通过精确地试验和理论被证实。根据假设的机制，很多多铁性材料被开发与探索，最新的研究实现了巨磁电效应的控制，我们纵观多铁材料的各种基本机制的观点和基本的磁电特性。 多铁材料科学的一个最新的方向是动力学磁电效应，换句话说就是固体中动力学和电和磁偶极子快速交叉控制。我们着重讨论多铁性畴壁的动力学有助于增大磁电响应，其可通过介电谱来显示。另外的相关问题是活跃的电偶极子的磁共振，叫做电磁振子。最后我们总结多铁材料从在固体中宽泛的新型电磁学何处可能对将来能量不耗散的电子的应用。 第一章多铁性材料 1.1什么是多铁性材料
在固体中，电场（E ）诱导出电极化强度（P ）并且磁场（H ）诱导出磁化强度（M ）。E 与H 的运动关系可以由麦克斯韦方程描述，这使得P 和M 之间有了非常重要的联系，那就是P 与M 的耦合是通过晶格间的电子来传递的；换句话来说，电子的自旋、轨道和电荷的自由度在固体中是相关连的。P-M 耦合，若存在于材料中的话可促使磁电效应，其可定义为同时控制磁与电；转变M 通过用E 与之相反P 的改变通过用H 。一个世纪以前通过对Cr 2O 3的研究,固体中的磁电效应在理论[1]推测上和实验[2]上被证实。这个现象被通过用一个线性交差响应磁电系数α来描述。例如从对称分析的观点有u uv v P E α=和u vu u M E α=。与最 近新观测的多铁性材料相比以前观测磁电效应非常小，虽然如此，关于多铁性样品的自旋微观起源的基本的组成已经被涉及在首次发现的磁电材料中。例如一个存在相互作用的自旋与一个极化的化学晶格或存在相互作用的非共线的自旋在轨道耦合相互作用下耦合。自此，巨磁电效应开始被广泛研究。特别是在用E 高效的控制方面是一个需求函数在最小的能量耗散的二代电子自旋领域，因为能量损失产生H 或者用高电流来控制磁畴可以克服用电场的缺点[3-5]。 图1 多铁性材料中通过电磁场使P-M 交叉控制 多铁性材料这个术语被杜撰出代表材料是因为其有两个或更多铁性有序，如目前的铁电性与铁磁性。在一般的条件下，我们叫那些同时拥有铁电有序和磁有序的材料为多铁性材料。用更直接了当的方式来增强磁电耦合已经超出上述的线性响应所以要把目标集中在多铁性材料上。在多铁性材料中同时存在的P 与M 有非常弱的与之相关的H 与E 响应，如图1所示，经由场的诱导畴壁的运动引 起了滞后。当M 与P 共同耦合就会更强叫巨磁电效应。也就是H 控制P 同时E 控制M 成为可能。M-P 共同耦合不仅仅在准静态磁电耦合中非常重要，在动态磁电耦合中也是如此，它的时间尺度的范围能从千兆赫兹到紫外光的频率。所以
2018年功能性涂层复合材料行业分析报告
2018年功能性涂层复合材料行业分析报告 2018年11月
目录 一、行业管理体制与法规政策 (5) 1、行业主管部门及监督管理体制 (5) 2、行业主要法律法规及政策 (5) 二、行业发展概况 (7) 1、功能性薄膜复合材料行业概况 (7) 2、从终端应用角度看行业发展前景 (9) （1）消费电子市场应用分析 (10) ①智能手机 (11) ②平板电脑 (12) ③可穿戴设备 (13) （2）汽车电子市场应用分析 (14) （3）新能源汽车锂电池市场应用分析 (16) （4）薄膜包装材料市场应用分析 (18) 3、功能性涂层复合材料市场发展趋势 (19) （1）应用领域扩大，产品精密化发展 (19) （2）环保需求日益增长，产品向绿色化方向发展 (19) （3）功能性涂层复合材料是未来行业重点发展方向 (20) （4）市场需求快速变化，企业研发创新投入不断增长 (20) （5）企业由提供单一或少数种类产品向提供综合解决方案发展 (21) （6）我国市场前景广阔，迎来发展机遇 (21) 三、行业竞争格局和市场化程度 (21) 四、行业主要企业简况 (23) 1、国际企业 (23) （1）3M公司 (23)
（3）日本日东 (24) （4）艾利丹尼森 (24) （5）罗曼（Lohmann） (24) （6）思卡帕集团（Scapa Group PLC） (25) 2、国内企业 (25) （1）康得新 (25) （2）激智科技 (26) （3）新纶科技 (26) （4）晶华新材 (26) （5）苏州泰仑电子材料有限公司 (27) （6）碳元科技 (27) （7）深圳市美信电子有限公司 (28) 五、行业主要壁垒 (28) 1、技术壁垒 (28) 2、大客户采购认证壁垒 (29) 3、人才壁垒 (30) 4、全方位产品线的规模效益壁垒 (30) 5、资金及配套设施壁垒 (30) 6、管理能力壁垒 (31) 六、行业市场供求状况及变动原因 (32) 七、行业利润水平的变动趋势及变动原因 (32) 八、行业技术特征和经营特征 (34) 1、行业技术水平及技术特点 (34) 2、行业周期性、区域性或季节性特点 (35)
多铁性材料BiFeO3的制备及其掺杂改性的研究(可编辑)
多铁性材料BiFeO3的制备及其掺杂改性的研究（可编辑）多铁性材料BiFeO3的制备及其掺杂改性的研究 单位代码: 10293密级: 硕士学位论文论文题目 : 多铁性材料 BiFeO 的制备及其掺杂 改性研究 3 1010030913 学号王希望姓名李兴鳌导师光学 学科专业光电子功能材料、性质和器件 研究方向理学硕士 申请学位类别 2013.02.26 论文提交日期I multiferroic properties of co-substituted BiFeO 3 nanoparticlesThesis Submitted to Nanjing University of Posts and Telecommunications for the Degree ofMaster of Master of Science By Xiwang Wang Supervisor: Prof. Xing’ao LiFebruary 2013II南京邮电大学学位论文 原创性声明 本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得 的研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得南京邮电大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的
任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。本人学位论文及涉及相关资料若有不实,愿意承担一切相关的法律责任。 研究生签名:_____________ 日期:____________南京邮电大学学位论文使用授权声明 本人授权南京邮电大学可以保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子文 档;允许论文被查阅和借阅;可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索; 可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编本学位论文。本文电子文档的内容和纸质 论文的内容相一致。论文的公布(包括刊登)授权南京邮电大学研究生院办理。 涉密学位论文在解密后适用本授权书。 研究生签名:____________ 导师签名:____________ 日期:_____________III 摘要 BiFeO 是一种非常有应用前景的钙钛矿型多铁性功能材料,由于本身存在很多缺陷限制 3 了现实中的应用,其中最大的问题就是材料本身的多铁性能太弱, 距离应用的要求差距还很 大。如何提高 BiFeO 材料的多铁性能成为目前亟待解决的问题。本文期望通过掺杂方法以期 3 得到高性能的 BiFeO 材料。 3
复合材料的最新研究进展
复合材料的最新研究进展 季益萍1, 杨云辉2 1天津工业大学先进纺织复合材料天津市重点实验室 2天津工业大学计算机技术与自动化学院, （300160） thymeping@https://www.360docs.net/doc/5513739766.html, 摘要：本文主要介绍了当前复合材料的最新发展情况，主要集中在复合材料的增强纤维、加工技术、智能材料和非破坏性检测技术等方面。希望能抛砖引玉，激发研究人员更有价值的创意。 关键词：复合材料，最新进展 1. 引言 人类社会正面临着诸多的问题和需求，如矿物能源、资源的枯竭、环境问题、信息技术以及生活质量等，这推动了复合材料的发展，也促进了各种高新技术的发展。但目前人们已不仅仅局限于新材料的创造、发现和应用上，科学研究已进入一个各种材料综合使用的新阶段，即向着按预定的性能或功能设计新材料的方向发展。并且，在复合材料性能取得飞速发展的同时，其应用领域不断拓宽，性能持续优化，加工工艺不断改善，成本不断降低。 复合材料的独特之处在于其可提供单一材料难以拥有的性能，其最大的优势是赋予材料可剪切性，从而优化设计每个特定技术要求的产品，最大限度地保证产品的可靠性、减轻重量和降低成本。近年以来，复合材料在加工领域中取得了一系列重要的进展，由于计算机辅助设计工具的介入和先进加工技术的开发，使复合材料的市场竞争力有了很大的提高，应用领域不断扩大，除用于结构复合材料外，还大量的进入了功能材料市场。我们观察到，复合材料的发展趋势是[1]： （1）进一步提高结构型先进复合材料的性能； （2）深入了解和控制复合材料的界面问题； （3）建立健全复合材料的复合材料力学； （4）复合材料结构设计的智能化； （5）加强功能复合材料的研究。 近年来，复合材料在增强纤维、加工技术、智能材料和非破坏性检测技术等方面研究较多，并且不断有新的市场应用，能够代表复合材料的最新发展方向。 2. 增强纤维环保化[2] 目前，增强纤维的发展趋势主要是强度、模量和断裂伸长的提高。但随着全球环保意识的风行，复合材料产品也逐渐受到环保方面要求的压力，尤其欧洲地区已有相关规定，热固性复材产品由于无法回收再利用而不易销往欧洲。在树脂之外，复材产品中的增强纤维迄今绝大部分都是无法回收再利用的，包括玻璃纤维、碳纤维、芳纶等，全都是如此。 最近有一种新型增强纤维－玄武岩纤维(Basalt Filament)，是由火山岩石所提炼而成的，堪称100% 天然且环保，预期在不久的未来，将会取代相当比例的各种纤维，而加入复合 - 1 -
层状类钙钛矿多铁性材料研究进展
第45卷第12期2017年12月 硅酸盐学报Vol. 45，No. 12 December，2017 JOURNAL OF THE CHINESE CERAMIC SOCIETY https://www.360docs.net/doc/5513739766.html, DOI：10.14062/j.issn.0454-5648.2017.12.01 层状类钙钛矿多铁性材料研究进展 张大龙，陈志伟，黄伟川，李晓光 (中国科学技术大学物理系，合肥 230026) 摘要：多铁性材料的自旋、电荷、轨道、晶格等多重有序存在着复杂的相互作用，且对磁场、电场、光场、应变和温度等多种外界环境敏感，从而表现出一些新奇的物理现象，使其在存储器、传感器、微波等领域中有重要的应用价值。随着对单相多铁材料研究的深入，人们已从简单钙钛矿结构的多铁性研究转向复杂的层状类钙钛矿体系，其丰富而复杂的结构给人们提供了更广泛的设计和调控空间。介绍并分析了如Double-Perovskite(DP)、Ruddlesden-Popper(RP)、Aurivillius(AU)以及A n B n O3n+2系列等层状类钙钛矿多铁性特征的研究进展。人们已发现Bi2FeCrO6等DP体系、(1–x)(Ca y Sr1–y)1.15Tb1.85Fe2O7–x Ca3Ti2O7等RP体系、Bi4NdTi3Fe1–x Co x O15–Bi3NdTi2Fe1–x Co x O12–δ等AU体系以及La6(Ti0.67Fe0.33)6O20层状材料等，均具有室温或近室温多铁性。最后提出了当前面临的问题和对未来的展望。 关键词：多铁性；Double-Perovskite；Ruddlesden-Popper；Aurivillius 中图分类号：TQ174.1+3 文献标志码：A 文章编号：0454–5648(2017)12–1707–14 网络出版时间：2017–11–01 14:32:30 网络出版地址：https://www.360docs.net/doc/5513739766.html,/kcms/detail/11.2310.TQ.20171101.1432.001.html Development of Multiferroic Layered-Perovskite-like Oxides ZHANG Dalong, CHEN Zhiwei, HUANG Weichuan, LI Xiaoguang (Department of Physics, University of Science and Technology of China, Hefei 230026, China) Abstract: Single phase multiferroic materials with the coexistence of spin, charge, orbit, and lattice orderings have some physical phenomena, which are sensitive to several external stimulations like magnetic field, electric field, optical field, strain and temperature. These materials can be thus used in the field of storage, sensors, microwave, etc. For room-temperature multiferroics, people pay attention to more complex systems, such as layered-perovskite-like systems, which may provide broader space for designing and controlling new multifunctional materials and devices. This review represented recent development on the multiferroic properties of Double-Perovskite (DP), Ruddlesden-Popper(RP), Aurivillius(AU) and A n B n O3n+2 series compounds, respectively. All these layered systems, such as DP phases Bi2FeCrO6, RP phases (1–x)(Ca y Sr1–y)1.15Tb1.85Fe2O7–x Ca3Ti2O7, AU phases Bi4NdTi3Fe1–x Co x O15–Bi3NdTi2Fe1–x Co x O12–δ and La6(Ti0.67Fe0.33)6O20, show the coexistence of ferroelectricity and ferromagnetism above or near room temperature. Finally, we put forward the current issues we are facing and the outlooks of the future. Keywords: multiferroic properties; Double-Perovskite; Ruddlesden-Popper; Aurivillius 多铁性材料是指兼具铁电、铁磁、铁弹或者铁涡等初级铁序中的2种及以上的材料体系，有丰富的物理性质和巨大的应用潜力，引起国际上的广泛关注。驱动多铁性研究的动力有2方面：从基础研究的角度，多铁材料集成了自旋、电荷、轨道、晶格等多重有序结构，对磁场、电场、光场、应力和温度等多种外界环境响应明显，这种复杂的、交叉的研究对象正是固体物理发展到凝聚态物理的产物之一[1–2]；从应用的角度，多铁材料能实现多重物理量之间的交叉调控，将为现代电子学在后摩尔时代的发展提供材料基础[3–5]。 单相多铁性材料主要分为第I类和第II类多铁 收稿日期：2017–06–19。修订日期：2017–07–07。 基金项目：国家自然科学基金(51332007、21521001、51622209)；国家重点研发计划(2016YFA0300103、2015CB921201)资助。 第一作者：张大龙(1988—)，男，博士。 通信作者：李晓光(1961—)，男，博士，教授。Received date:2017–06–19. Revised date: 2017–07–07. First author: ZHANG Dalong (1988–), male, Ph.D. E-mail: zdl37@https://www.360docs.net/doc/5513739766.html, Correspondent author: LI Xiaoguang (1961–), male, Ph.D., Professor. E–mail: lixg@https://www.360docs.net/doc/5513739766.html,
单相多铁材料中的电子自旋
单相多铁材料中的电子自旋简介 摘要：多铁性材料是指同时具有两种或者两种以上铁性序参量的物质。多铁性材料中出色的磁电耦合效应，使其在自旋电子器件和多态存储等方面有着广阔的应用前景。本文简单介绍多铁材料的定义与分类以及传统钙钛矿多铁材料中的电子自旋构型，重点阐述具有螺旋自旋序的磁致多铁材料。 关键词：多铁材料铁磁性螺旋序电子自旋 引言 1959年Dzyaloshinskii推断Cr2O3材料中存在磁电效应，随后不久便被Astrov 用实验所证实。自此人们发现了第一个磁电耦合材料，多铁的概念开始出现，并开始了对所谓多铁材料的研究。但是迄今为止发现的单相多铁性材料仍比较稀少，这主要是由于多铁性的产生会受到诸多因素的限制。即使是现已被发现的单相多铁材料，其磁电耦合效应相较于实际应用来说也并不理想。近些年来，人们发现一些材料铁电极化直接来源于特殊磁序，即螺旋自旋序结构的多铁材料。这些材料显示出了良好的磁电耦合特性，因此得到了人们的广泛关注。 单相多铁材料的定义与分类 单相多铁材料是指同时具有两种或者两种以上铁性序参量的单相材料，即同时具有铁磁性与铁电性，或者铁磁性、铁弹性、铁电性共存。如果晶体在一定温度范围内具有自发极化强度（无外加电场存在时的极化强度），并且自发极化强度的方向可以随外加电场的变化而变化，这类晶体我们称为铁电体，它所具有的这种性质我们称为铁电性。在铁电居里温度以上，铁电体不发生自发极化，在居里温度以上显示顺电性（类似顺磁性）；在铁电居里温度以下，铁电体发生自发极化，晶格结构发生畸变，表现出铁电性。铁电有序要求空间反演对称性破缺。而铁磁性与铁电性非常类似但也有很大的不同。如果晶体在一定范围内具有自发磁化强度（无外加磁场作用情况下），并且自发磁化矢量可以随外加磁场的变化而变化，这类晶体我们称为铁磁体，同样它所具有的这种性质我们称为铁磁性。 多铁材料按照其铁电性与磁性的起源可以分成两大类，即第一类多铁性材料与第二类多铁性。第一类多铁性材料中，铁电性与铁磁性通常来源于不同的离子，典型的代表有BiFeO3、BiMnO3，由于磁性与铁电性的起源不同，所以这类材料中的磁电耦合并不强。第二类多铁性材料中，铁电性与磁性的来源一致，在这类材料多，铁电极化往往源于磁性离子特殊的磁结构导致的对称性的破缺，所以第二类多铁材料的磁电耦合效应很强，典型的物质哟TbMnO3和Ca3CoMnO6. 传统钙钛矿多铁材料中的电子自旋构型 传统钙钛矿结构多铁材料属于第一类多铁材料，它的铁电性与铁磁性来自于不同金属离子。从经验角度来看，几乎所有的ABO3钙钛矿铁电氧化物中B位离子都是过渡金属离子并且它的d轨道电子都是空的（即具有d0构型的离子），如Ti4+,Ta5+,W6+等。由此人们推断铁电体必须要有具d0轨道构型的过渡金属离子。然而磁性氧化物需要具有d轨道未填满的过渡金属离子，如Cr3+,Mn3+,Fe3+等。事实上也确实是这样，对于铁电氧化物来说，B位离子d0轨道的构型易于d轨道和O的2p轨道之间的杂化，降低体系能量，从而引起晶体晶格的畸变。而对于铁磁氧化物来说，如果d轨道电子填满状态下，电子上旋和下旋全部抵消，没
云浮功能性复合材料项目可行性研究报告
云浮功能性复合材料项目可行性研究报告 xxx投资公司
摘要 根据市场研究公司IDC发布的统计报告，2019年第一季度全球智能手机出货量为3.108亿部，较2018年第一季度的3.327亿部下降6.6%，其中，华为智能手机出货量同比增长50.30%，出货量达到 5,910万部，成为全球出货量第二的手机厂商（19.00%），此外，vivo 智能手机的出货量同比增长24%，位列全球出货量第五（7.50%）。2019年第二季度全球智能手机出货量为3.332亿部，较2018年第二季度的3.412亿部下降2.3%，其中，华为手机第二季度出货量为5,870万部，仍然是全球出货量第二的手机厂商（17.6%），其他中国手机厂商小米、OPPO分别以3230万部（9.7%）、2950万部（8.9%）出货量占据市场第四、五位。2019年上半年，尽管全球智能手机出货量持续下降，但是中国主要手机厂商的市场占有率仍保持较高的增长趋势。由于昂贵的设备定价、元器件瓶颈以及5G网络的可用性受限，目前全球5G智能手机的出货量很小，IDC预计5G手机在2019年内的总体出货量将只有670万部，约占当前全球总市场0.5%的份额，相当于3G手机出货量的八分之一；未来，5G设备的普及率将会得到大大的提升，根据IDC预测，2023年5G手机出货量将会占据全球总出货量的26%；而陈旧的3G手机的出货量将会迎来骤减，只占全球总出货量的2.2%；
在短期内4G手机的出货量不会发生过于剧烈的变化。IDC预计2019年4G手机的市场份额依然将高达95.4%，而4年之后其出货量有望达到15.42亿部，市场总额下降至71.4%。 功能性涂层复合材料行业同时兼具技术密集、资金密集的特性。 新进入该行业的企业不仅需要具备一定的资金实力、管理和技术能力，更需要花费较长的时间积累业界声誉、通过大客户采购认证、建设顺 畅的采购、销售网络，因此功能性涂层复合材料行业存在着一定的行 业进入壁垒。 随着经济的发展，人民的生活水平不断提高，环保意识和健康意 识日益提高，对材料品质要求也在不断提升，推动功能性涂层复合材 料产品不断向绿色化方向发展。传统的功能性涂层复合材料使用甲苯、乙酸乙酯等有机物质作为溶剂，在产品使用过程中会出现少量有机物 质挥发的情况。而使用水等环保型溶剂，或不使用溶剂采用UV固化方式，能够有效降低挥发性有机化合物（VOC）的排放水平，使得材料对 空气质量及环境的影响降至最低。随着环保需求的日益增长，这种绿 色化的精密涂层产品将会在未来占据更大的市场份额。
复合材料
1、什么是复合材料，复合材料具有哪些特点，并结合复合材料的特点说明其应用领域广泛的原因。 复合材料是含有多个组分，且不同的组分有机地结合在一起，具有新的材料性能的新材料。 特点： 1)在一个特定的基体中填充一种或多种填充体 2)保留原组分的主要特色，通过复合效应获得原组分不具备的性能 3)通过材料设计使各组分性能相互补充并彼此关联，从而获得新的优越性能可综合发挥各种组成材料的 优点，使一种材料具有多种性能，具有天然材料所没有的性能。 4)可按对材料性能的需要进行材料的设计和制造 5)可制成所需的任意形状的产品，复合材料的形成和形成制品同步，可避免多次加工工序 应用领域： 1)热稳定性好，比强高，比刚度高可用于航空航天领域 2)特殊的振动阻尼特性，可减震和降低噪声，抗疲劳性能好，损伤后易修理，便于整体成型，可用于汽 车领域 3)有良好的耐腐蚀性的碳纤维与树脂基体复合，可用于化工、纺织和机械制造领域 4)优异的力学性能和不吸收X射线特性，可用于医学领域 5)生物组织相容性和血液相容性，可用于生物医学材料 此外，复合材料还可以用于体育运动器材和建筑材料 2、简要说明复合材料常用的树脂体系有哪些，并给出一个例子说明树脂体系包括哪些组分，各个组分的作 用是什么？ 热固性树脂：不饱和聚酯、环氧树脂、酚醛树脂等 热塑性树脂：聚烯烃、氟树脂、聚酰胺树脂、聚酯树脂、ABS树脂等 环氧树脂体系 环氧树脂基体：结合分散的填充剂以形成复合材料整体和赋予制件形状；保护填充剂不受或者少受环境的不利影响；填充剂的载体，向填充剂传递载荷或信号；决定复合材料的加工性能；实现填充剂的功能 增强体碳纤维：拉伸强度高，弹性模量大，质轻；化学稳定性好；耐高温，导电，导热CTE小 固化剂：三乙烯四胺，固化交联作用，与环氧树脂分子加成反应，交联成体型网状结构 稀释剂：降低环氧树脂的粘度，提高流动性，改善浸润性，控制固化时的反应热，延长适用期 3、什么是行手糊成型？手糊成型工艺有些优缺点？该工艺可制备哪些复合材料制品？手糊成型常用的树 脂体系有哪些 手糊成型：是制备聚合物基复合材料最早使用的一种工艺方法。先将树脂、固化剂及各种配料制成树脂糊，在模具上面刷一层树脂糊，再铺贴上一层事先裁好的纤维织物，用辊子或刮刀压实，赶出气泡。再重复上述操作，直到达到要求的厚度为止。然后在一定的条件下进行固化，得到制品 优点：是复合材料成型最基本的方法，能够成型任意形状、任意大小的制品；设备简单、投资少；艺最为简单；可在任意部位增补增强材料，易满足设计要求；产品树脂含量高，耐腐蚀性好 缺点：劳动强度大、生产效率低、速度慢、生产周期长；产品质量稳定性差；制品的力学性能较其他方法低；不够“绿色”，有一定污染 制品：波形瓦、冷却塔、游艇、风机叶片、天文台、雷达天线罩、火箭外壳、机翼等 不饱和聚酯树脂体系、环氧树脂体系 4、对RTM工艺过程进行简单描述，并说明该工艺的特点，能够制备什么样的制品，并给出实际制品的例 子，并说明制备该制品的工艺过程及工艺条件 RTM：把增强材料切成或制成预成型体，放入模腔之中。预成型体放置于合适的位置，以保证模具的密封。
铁磁性材料
铁磁性材料 铁磁性物质属强磁性材料， 它在电工设备和科学研究中的 应用非常广泛，按它们的化学成 分和性能的不同，可以分为金属 磁性材料和非金属磁性材料（铁 氧体）两大族。 1 金属磁性材料 金属磁性材料是指由金属合 金或化合物制成的磁性材料，绝 大部分是以铁、镍或钴为基础，再加入其他元素经过高温熔炼、机械加工热处理而制成，这种磁性材料在高温、低频、大功率等条件下，有广泛的应用，但在高频范围，它的应用则受到限制。金属磁性材料还可分为硬磁、软磁和压磁材料等，实验表明，不同铁磁性物质的磁滞回线形状有很大差异，图示给出了三种不同铁磁材料的磁滞回线，其中，软磁性材料的面积最小；硬磁材料的矫顽力较大，剩磁也较大；而铁氧体材料的磁滞回线则近似于矩形，故亦称矩磁材料。 软磁材料的特点是相对磁导率r 和饱和磁感强度max B 一般都比较大，但矫顽力c H 比硬磁质小得多 ，磁滞回线所包围的面积很小，磁滞特性不显著如图(a)，软磁材料在磁场中很容易被磁化，而由于它的矫顽力很小，所以也容易去磁，因此，软磁材料是很适宜于制造电磁铁、变压器、交流电动机、交流发电机等电器中的铁心的另一个原因。 硬磁材料又称永磁材料，它的特点是剩磁r B 和矫顽力c H 都比较大，磁滞回线所包围的面积也就大， 磁滞特性非常显著如图(b)，所以把硬磁材料放在外磁场中充磁后，仍能保留较强的磁性，并且这种剩余磁性不易被消除，因此硬磁材料适宜于制造永磁体。在各种电表及其他一些电器设备中，常用永磁铁来获得稳定的磁场。1998年6月3日，由美国“发现者号”航天飞机携带的、美籍华裔物理学家丁肇中教授组织领导的阿尔法磁谱仪上所用的永磁体，就是由中国科学院电工研究所等单位研制的稀土材料钕铁硼永磁体，其磁感强度高达0. 14T ，该永磁体的直径为1. 2m ，高0. 8m ，而阿尔法磁谱仪是用来探测宇宙中反物质和暗物质的，这是人类第一次将大型永磁铁送入宇宙空间，对宇宙中的带电粒子进行直接观测，它极有可能给人类开拓一个全新的科学领域而带来一次新的科学突破。 压磁材料具有强的磁致伸缩性能，所谓磁致伸缩是指铁磁性物体的形状和体积在磁场变化时也会发生变化，特别是改变物体在磁场方向上的长度。当交变磁场作用在铁磁性物体上时，它随着磁场的增强，可以伸长，或者缩短，如钴钢是伸长，而镍则缩短，不过长度的变化是十分微小的，约为其原长的1/100000，磁致伸缩在技术上有重要的应用，如作为机电换能器用于钻孔、清洗，也可作为声电换能器用于探测海洋深度、鱼群等。 2 非金属磁性材料——铁氧体 铁氧体，又叫铁淦氧，是一族化合物的总称，它由三氧化二铁（Fe 2O 3）和其他二价的金属氧化物（如
磁致多铁性物理与新材料设计
磁致多铁性物理与新材料设计 董帅1，向红军2 基金项目：国家自然科学基金（51322206，11274060，11104038），国家重大科学研究计划（2011CB922101, 2012CB921400）,教育部百篇优秀博士论文基金，上海市东方学者项目支持。高等学校博士学科点专项科研基金资助课题(20100092120032)。 作者简介：董帅（1982-），男，教授，主要研究关联电子物理与材料，包括多铁性氧化物、磁电耦合效应与器件；关联电子异质结、场效应器件. E-mail: sdong@https://www.360docs.net/doc/5513739766.html, （1. 东南大学物理系，南京，211189； 2. 复旦大学物理系，物质计算科学教育部重点实验室，应用表面物理国家重点实验室，上 5 海, 200433） 摘要：磁致多铁材料是多铁性材料大家族中的后起之秀，其特色在于其铁电性起源于特定的磁序，因此其铁电与磁性紧密关联，具有本征的强磁电耦合效应。目前对磁致多铁性的研究以基础物理为主。随着研究者对磁致多铁现象背后物理机制认识的不断深入，不断有新的磁10 致多铁材料被设计、预言、发现，其性能也在不断地提高中。本文将简要介绍磁致多铁材料所涉及的基本物理机制，并根据这些已知的规律，回顾一下近些年寻找和设计新的磁致多铁材料的经验。 关键词：磁致多铁；Dzyaloshinskii-Moriya 作用；交换收缩；磁序诱导铁电性统一极化模型；第一性原理计算 15 中图分类号：O469 Physics and Design of Magnetic Multiferroics Shuai Dong 1, Hongjun Xiang 2 (1. Department of Physics, Southeast University, Nanjing 211189, China; 20 2. Department of Physics and Key Laboratory of Computational Physical Sciences (Ministry of Education), Fudan University, Shanghai 200433, China) Abstract: Magnetic multiferroics belong to an important branch of the multiferroics big family. Because the ferroelectric polarizations are directly induced by particular magnetic orders, magnetic multiferroics owns intrinsic strong magnetoelectric couplings. Current research interests 25 on magnetic multiferroics are mostly focused on their fundamental physics. Benefited from the research progress of physical mechanisms, more and more new magnetic multiferroic materials have been designed, predicted, and discovered, which push forward the magnetoelectric performances. In this colloquium, we will briefly introduce the physical mechanisms involved in magnetic multiferroics, as well as the experience to design and search for new magnetic 30 multiferroics. Key words: magnetic multiferroics; Dzyaloshinskii-Moriya interaction; exchange striction; Unified model of ferroelectricity induced by spin order; first-principles calculation 0 引言 35 从2003年BiFeO 3薄膜[1]和TbMnO 3单晶[2]揭开序幕开始，多铁性材料和物理的研究进 入了蓬勃发展时期，跻身成为关联电子大家庭中又一重要分支。但有别于其它著名分支，如高温超导是铜基、铁基化合物，庞磁电阻是锰基氧化物，多铁性材料覆盖范围非常广泛，无论是涉及的过渡金属离子（Ti 、V 、Cr 、Mn 、Fe 、Co 、Ni 、Cu 化合物都有多铁性材料），抑或涉及的晶格结构（钙钛矿结构、尖晶石结构、烧绿石结构等等），乃至丰富现象背后的 40 物理机制，都非常纷繁复杂，这既反映了关联电子体系的复杂性，又体现了物理规律的普适性[3,4,5,6,7]。