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多重铁性材料研究-II 来龙去脉

已有 5758 次阅读 2008-1-29 09:39 |个人分类:科学研究|系统分类:科研笔记

在多(I)文中给出了《新型磁性铁电多重铁性功能材料研讨会》会议纪要。有意组织此次研讨会,一来是我有幸于07年7月参加了第306次关于《多铁性材料的发展与挑战》的香山会议。受闵乃本先生在香山会议上讲的此次会议没有邀请强关联研究方面的人参加,是个缺憾之启发,认为有必要组织磁性、铁电和磁电多重铁性等方面的研究人员从不同学科角度出发,专门、重点针对钙钛矿结构高温单相磁电材料的基础问题做个深入研讨,进一步推动新型磁电功能材料的研发。毕竟室温型强磁电材料才是推动广泛技术应用的物质基础。

 

我个人的研究工作肇始于铁电相变本质、铁电材料纳米尺寸效应等方面。2004年秋去日本东京工业大学后,开始从事新型高温单相磁电多重铁性功能材料设计开发工作。最初伊藤先生是对一些印度研究小组的工作存在疑问:按照氧化物中d电子相互作用的距离估计,在Bi5FeTi3O15这样的体系中,粗略的讲,两个Fe离子之间在ab平面内被三个d0Ti离子隔开,不应该观察到室温自发磁矩。室温M-H迴线最可能来自于磁性杂质相,且这样的猜测与实验测到的磁矩量级大致相同。因此,带着这样的质疑开始了我的探索,合成了一系列样品,测量M-TM-H磁性质,最后证实了伊藤先生的判断。在此过程中,对过去的相关研究报道差不多过了一遍。Too much scientific bubble!花了差不多三个月时间,最后得到这么个结果!

 

即使如此,高温铁磁-铁电型磁电多重铁性材料这一方向却深深吸引了我,从此开始走上寻找新材料的历程。研读氧化物磁结构研究的教科书和文献,进一步思考铁电、磁相变的本质,控制居里温度的因素等等一些基本问题,边研读边实验,像无头苍蝇一样找了五个月,方案尝试了十几种,样品做了一大堆,基本没啥有用的结果。那段时间也确实郁闷、犹豫过!但是,在此过程中,却发现和证实了不少教科书(文献)的预言和判断不准确、不成立,坚信经过了三十多年的科学技术发展应该可以改变过去的一些预言。这是在这样的心情鼓舞下,对差不多是江郎才尽的最后两个想法进行了验证,终于看到了一线曙光,坚持到了今天。在铁电相变居里温度的定量规律,新型电、磁极化序参量共存与耦合机制的探索与实现方面取得一些突破进展。

 

2006年秋回国至今,对国内在磁电多重铁性方面的研究工作有了直观感触,可以说是欣欣向荣。但问题是在这样的潮流中,总感觉缺少批判精神。在学校要SCI数量,研究生要毕业、要文章的定量指标压迫下,大有萝卜快了不洗泥之感。这样的状况实在对科学无益。当然并不是说这种现象只有国内是这样,美国也好不到哪儿去!可以毫不夸张地说,21世纪多重铁性研究的热潮差不多有一半因素要归功于那篇“误导人”的Science文章的发表。^_^ 该文作者之一已承认了这点。

 

香山会议后,《科学通报》杂志拟出版多铁专题,考虑到国内外已有十来篇关于磁电多重铁性主题较全面的进展综述文章,包括南大刘俊明老师给该专题准备的综述,我撰写了一篇题为高温单相磁性铁电材料研究现状、困难及展望的重点评述文章,该评述文章是我04年冬开始进行磁电多重铁性功能材料研究工作以来进行的第一次较系统总结,几乎包含了我对该项工作的所有思考和判断。我的理解也许粗浅和片面,之所以选择这种方式基于个人尝试透过beautiful scientific bubbles看到真实的物质世界所做出的努力。



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