对几类有代表性的磁性和铁电钙钛矿氧化物及其异质结和纳米复合材料在特殊超常条件下合成和表征研究,面向应用,注重磁性氧化物和具有大压电效应的铁电氧化物两类材料的合成与性能、以及纳米复合结构中界面对磁性输运和半导体输运性质的影响,探索基于钙钛矿氧化物功能单元组合基础上的新材料合成。在此基础上,大磁电耦合输出、氧化物磁性隧道结和低场磁电阻增强作为课题应用基础研究成果标志,制备出1~2类先进功能器件原型,为我国在钙钛矿氧化物材料与物理领域的基础与应用开发研究作出有特色和有重要价值的系统工作。
本项目经过4年工作,在基础研究方面有一定创新性的成果在SrCrO3中观察到了压力驱动的金属化相变,为研究窄带隙Mott有序体找到了一个理想体系,为研究电子关联效应随原子间距的改变提供了一个直接的例证。高压合成了一系列Mo/Nb系钙钛矿氧化物并深入研究其电子结构稳定性。揭示了庞磁电阻锰氧化物中A位结构无序对电子相分离和金属绝缘体量子相变的重要影响。发展了一种快速烧结方法制备BiFeO3等多铁性体系,有一定国际影响。在实际应用方面有一定创新性的成果基本解决沉积在Pt/Si基底上PZT铁电薄膜极化疲劳问题,设计出具有综合使用性能的PZT薄膜材料,满足室温下铁电存储的应用要求。合成出多铁性BiFeO3纳米颗粒,具有完全可见光下分解有机物的能力,是环境友好的光催化材料。制备出简单的压电/压磁复合磁电耦合结构,室温磁电耦合输出达到20V/Oecm,完全达到实际应用要求。项目仅在PRL, Adv.Mater., PRB, APL四个刊物上发表论文67篇,项目具有一定学术水平,总体上完成项目任务。