中國電子元件行業(yè)協(xié)會(huì )
China Electronic Components Association
通訊技術(shù)的快速發(fā)展要求新一代的電子器件更加低功耗、微型化、可調節以及超快響應等。特別在是高頻微波領(lǐng)域，具有這些特性的器件可以顯著(zhù)降低系統的體積、重量和能耗。作為未來(lái)通訊器件的基礎，智能磁電材料的發(fā)展具有重要的意義。
釔鐵石榴石（YIG）材料具有極低的共振線(xiàn)寬和微波損耗，自20世紀60年代首次合成以來(lái)，一直在高頻微波領(lǐng)域發(fā)揮著(zhù)無(wú)可替代的作用。YIG基磁電材料也在近年來(lái)成為YIG研究領(lǐng)域的一個(gè)熱點(diǎn)。然而，由于YIG本身的磁致伸縮系數幾乎為零，基于應力耦合機制的傳統磁電耦合方式在YIG材料上取得的磁電調節率并不盡人意，嚴重限制了這些器件的實(shí)際應用。進(jìn)一步提高YIG基磁電材料的調諧率成為了研究者們面對的一個(gè)難點(diǎn)。
近日，西安交通大學(xué)電信學(xué)院劉明教授課題組通過(guò)構建YIG/Cu/Pt異質(zhì)材料，創(chuàng )新性地提出一個(gè)巧妙的界面調控機制，采用電極化離子液體的調控方式，成功將YIG電磁轉換效率提高到390 Oe/V。第一性原理計算表明，離子液體加電壓后引起的YIG和Cu界面處的電荷積聚，會(huì )引起Cu原子中電子云的畸變，當電壓達到一定值后，Cu原子中會(huì )出現磁性。雖然這種磁性只在界面處存在，但是也足以引起YIG納米薄膜磁性能的巨大變化。由于YIG在實(shí)用的微波器件以及基礎的自旋電子學(xué)研究領(lǐng)域中無(wú)可替代的地位，這項調控技術(shù)為開(kāi)發(fā)新的電壓可調的微波和自旋電子元器件提供了嶄新的思路。
該成果以“Ionic Modulation of Interfacial Magnetism in Light Metal/Ferromagnetic Insulator Layered Nanostructures” 為題發(fā)表在材料學(xué)國際知名期刊Advanced Functional Materials（IF=13.325），且被選為當期封面文章。該研究成果是由博士生關(guān)蒙萌、趙士舜在導師劉明教授和周子堯教授共同指導下完成的。材料學(xué)院閔泰教授團隊青年教師王蕾博士作為共同第一作者負責其中的理論計算工作。
該工作得到國家重點(diǎn)研發(fā)計劃、國家自然科學(xué)基金、西安交大分析測試中心的支持。
