A Multiferroic Morphotropic Phase Boundary

Tae Yeon Kim

doi:10.1002/adma.74920

A Multiferroic Morphotropic Phase Boundary

2026-09-06

0

PRE

AI

DOI：10.1002/adma.74920

原文链接

原文求助

摘要

En 中文

铋铁氧体 (BiFeO₃) 薄膜具有大的铁电极化和反铁磁有序，但其磁电耦合受限于弱的固有磁化。本文在应变工程化 (1−x)BiFeO₃-(x)BaTiO₃ 薄膜中展示了一个多铁性准同型相界 (MPB)，其中晶体结构、极化和磁有序在化学诱导的相界处同时演化。在 0.1 < x < 0.2 范围内，晶体结构通过中间混合相区从单斜相演变为新稳定的四方相。这一结构转变伴随着磁有序的同步变化，导致功能响应显著增强，优于 BiFeO₃。具体而言，x = 0.2 的薄膜表现出更大的电致应变（≈ 0.3%，约为 BiFeO₃ 的三倍）和显著增强的磁电耦合系数（α_ME ≈ 416 mV cm⁻¹ Oe⁻¹，分别约为块材和 BiFeO₃ 薄膜的 1000 倍和 19 倍）。这些增强效应在 MPB 之外（x > 0.2）减弱，源于由多铁性 MPB 处竞争铁性态的近简并性驱动的极化旋转和自旋构型演化。这些结果确立了一个罕见的多铁性 MPB，其中极性和磁有序同时演化，为设计具有强耦合铁性有序参数的材料提供了有前景的策略。

Keyword:

bismuth ferrite

ferroelectricity

magnetocapacitance

magnetoelectric effect

materials science

multiferroics

phase boundary

A Multiferroic Morphotropic Phase Boundary

摘要

期刊

机构