[發(fā)明專利]柔性自支撐BaTiO3

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110667604.1
• 申請(qǐng)日: 2021-06-16
• 公開（公告）號(hào): CN113698194A
• 公開（公告）日: 2021-11-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 安峰;鐘高闊;李江宇;黃明強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院
• 主分類號(hào): C04B35/468
• 分類號(hào): C04B35/468;C04B35/32;C04B35/622;B82Y40/00;B82Y30/00;C23C14/28;C23C14/08;C23C14/02;C23C14/54
• 代理公司: 北京維正專利代理有限公司 11508
• 代理人: 任志龍

本申請(qǐng)涉及柔性多鐵磁電材料領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，涉及一種柔性自支撐BaTiO₃?CoFe₂O₄多鐵自組裝納米材料及其制備方法。柔性自支撐BaTiO₃?CoFe₂O₄多鐵自組裝納米材料包括磁性CoFe₂O₄(CFO)子體和鐵電性BaTiO₃(BTO)母體，CFO子體以納米柱的形式嵌入BTO母體中構(gòu)成1?3型復(fù)合磁電多鐵自組裝納米材料，BTO?CFO多鐵自組裝納米材料為柔性自支撐結(jié)構(gòu)且可擺脫襯底束縛獨(dú)立存在。本申請(qǐng)柔性自支撐BaTiO₃?CoFe₂O₄多鐵自組裝納米材料擺脫了襯底束縛，在自支撐狀態(tài)既保持了室溫鐵電、鐵磁性能，而且具有優(yōu)異的機(jī)械柔性，可以自發(fā)卷曲成管狀，也可以經(jīng)過(guò)操控進(jìn)行彎曲變形。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)涉及柔性多鐵磁電材料領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，它涉及一種柔性自支撐BaTiO₃-CoFe₂O₄多鐵自組裝納米材料及其制備方法。

背景技術(shù)

磁電多鐵材料由于具有鐵電序和鐵磁序，且兩種鐵序之間能夠相互作用，使其在多態(tài)存儲(chǔ)器、換能器、傳感器等方面具有廣闊的應(yīng)用前景。與單相磁電多鐵材料相比，復(fù)合磁電多鐵材料通過(guò)相與相之間以應(yīng)力為媒介的“乘積相互作用”來(lái)實(shí)現(xiàn)磁電效果，因而存在更高的磁電耦合系數(shù)。經(jīng)過(guò)幾十年的研究目前雖已能夠?qū)崿F(xiàn)塊體復(fù)合材料中的巨大磁電響應(yīng)，但是隨著器件的小型化、微型化發(fā)展，制備納米尺度復(fù)合磁電多鐵材料成為研究熱點(diǎn)。

目前，對(duì)于復(fù)合磁電多鐵納米材料結(jié)構(gòu)的研究主要有三種類型，分別是0-3型、2-2型及1-3型。其中，0-3型復(fù)合磁電多鐵材料由于其多晶性質(zhì)表現(xiàn)出較低的磁電耦合；2-2型復(fù)合磁電多鐵材料由于受襯底的約束，難以達(dá)到理想的磁電耦合系數(shù)；而自組裝垂直排列的1-3型復(fù)合磁電多鐵納米材料擁有獨(dú)特的柱狀陣列形態(tài)和更大的體積-界面比，大大降低襯底的束縛作用。

隨著柔性電子器件的發(fā)展，將磁電多鐵材料柔性化的研究是推動(dòng)柔性電子器件發(fā)展的一個(gè)重要方向，然而目前研究的1-3型自組裝復(fù)合磁電多鐵納米材料主要在單晶襯底上制備，成本較高且為剛性襯底，仍然會(huì)對(duì)其磁電耦合性能造成影響。因此，研究出一種自支撐1-3型復(fù)合磁電多鐵納米材料對(duì)于推動(dòng)柔性多鐵材料及柔性電子器件的發(fā)展具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容

為了改善1-3型自組裝復(fù)合磁電多鐵納米材料的柔性化以用于柔性電子器件，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N柔性自支撐BaTiO₃-CoFe₂O₄多鐵自組裝納米材料及其制備方法。

第一方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N柔性自支撐BaTiO₃-CoFe₂O₄多鐵自組裝納米材料，采用如下的技術(shù)方案：

一種柔性自支撐BaTiO₃-CoFe₂O₄多鐵自組裝納米材料，包括磁性CoFe₂O₄(CFO)子體和鐵電性BaTiO₃(BTO)母體，所述CFO子體以納米柱的形式嵌入所述BTO母體中構(gòu)成1-3型復(fù)合磁電多鐵自組裝納米材料，所述BTO-CFO多鐵自組裝納米材料為柔性自支撐材料且可擺脫襯底束縛獨(dú)立存在。

通過(guò)采用上述技術(shù)方案，制備得到的柔性自支撐BTO-CFO多鐵自組裝納米材料擺脫了襯底束縛，在自支撐狀態(tài)既保持了優(yōu)異的室溫鐵電、鐵磁性能，而且具有優(yōu)異的機(jī)械柔性，可以自發(fā)卷曲成管狀，也可以經(jīng)過(guò)操控進(jìn)行彎曲變形，其彎曲半徑可小至4.23μm，且能夠恢復(fù)至初始狀態(tài)，有助于推動(dòng)柔性多鐵材料及柔性電子器件的發(fā)展。

優(yōu)選的，所述BTO-CFO多鐵自組裝納米材料的厚度為60~100nm。