近年來，柔性磁性材料，尤其是高度外延的氧化物磁性薄膜，因其優(yōu)秀的磁學(xué)性質(zhì)以及在柔性自旋電子器件中的潛在應(yīng)用得到廣泛關(guān)注。為了滿足新一代柔性集成器件的不同設(shè)計(jì)需求，研究人員對磁性薄膜的結(jié)構(gòu)與性能也提出了更高的要求。比如可調(diào)器件的設(shè)計(jì)往往需要材料的物性對彎曲形變能有較高的靈敏度，而穩(wěn)定器件的設(shè)計(jì)則需要穩(wěn)定的模塊集成，即薄膜的磁性對彎曲不敏感。因此，了解柔性磁性薄膜彎曲的特性及其內(nèi)在機(jī)制成為材料選擇與設(shè)計(jì)中必不可少的一環(huán)。

近日，西安交通大學(xué)賈春林科學(xué)家工作室通過將實(shí)驗(yàn)與仿真結(jié)合的手段，探索了柔性外延鐵酸鋰納米結(jié)構(gòu)的微波磁性對彎曲的靈敏度與材料結(jié)構(gòu)的關(guān)系。研究結(jié)果表明，彎曲形變導(dǎo)致的晶體取向在空間內(nèi)的分布變化是引起鐵酸鋰納米結(jié)構(gòu)微波磁性隨彎曲變化的主導(dǎo)因素。對于在微波鐵磁共振測試中體現(xiàn)出強(qiáng)各向異性的鐵酸鋰(001)晶向外延薄膜而言，彎曲能夠極大的調(diào)控它的共振場，展現(xiàn)出其在微波可調(diào)器件中的應(yīng)用潛力。另一方面，外延在云母襯底上的鐵酸鋰納米陣列則在彎曲過程中體現(xiàn)出良好的穩(wěn)定性與較高的信噪比，有望進(jìn)一步應(yīng)用于穩(wěn)定模塊的集成設(shè)計(jì)。該項(xiàng)研究對于未來柔性器件設(shè)計(jì)中，材料的選擇與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)提供了的指導(dǎo)作用。

上述研究成果以題目“A Strategy to Modulate the Bending Coupled Microwave Magnetism in Nanoscale Epitaxial Lithium Ferrite for Flexible Spintronic Devices”發(fā)表在國際著名期刊Advanced Science （IF=12.441） 上。西安交通大學(xué)微電子學(xué)院博士生沈律康為本文第一作者，劉明副教授為本文唯一通訊作者，西安交通大學(xué)為本文第一署名單位，蘭州大學(xué)、西安理工大學(xué)、西安電子科技大學(xué)、南方科技大學(xué)和德國于利希研究中心為本文合作單位。該工作是劉明副教授研究組在柔性功能材料與器件研究領(lǐng)域多項(xiàng)研究成果基礎(chǔ)上的又一重要成果。

該研究得到國家自然科學(xué)基金重大專項(xiàng)與面上項(xiàng)目、國家“973”項(xiàng)目、博士后基金、國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、中國港澳臺(tái)科學(xué)技術(shù)合作項(xiàng)目及中央高校基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)等的支持。

文章鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/advs.201800855

劉明副教授主頁：http://gr.xjtu.edu.cn/web/m.liu/