工學院董蜀湘課題組在磁電複合材料領域取得重要突破
自1961年磁電耦合效應首次在Cr2O3單晶中被發現，磁電複合材料經歷了從單相體系發展到兩相顆粒複合再到層狀多相複合過程。近20年來，基於（1-3）型、（2-1）型、（2-2）型的磁電複合材料獲得了廣泛研究，但如何進一步提高磁電耦合效應似乎遇到了瓶頸。
北京大學工學院董蜀湘課題組近日在磁電複合材料研究方面取得重要突破，設計製備了鐵基非晶纖維與壓電單晶纖維的複合結構，發現了利用激光熱處理可以產生納米晶化、降低磁損耗的效應，以及設計了（1-1）型一維磁電複合結構可產生磁通聚集增強效應，最終使研製的磁電複合材料的諧振磁電耦合係數提高了7倍。基於這一強的磁電耦合，課題組進一步發現這種磁電複合材料在諧振條件可探測到1.35×10^-13Tesla的微弱交流磁場。該成果於2017年3月4日在線發表在材料領域頂尖學術期刊《先進材料》（Advanced Materials，IF=18.9）上。
（1-1）型磁電複合材料結構、樣品，與磁電耦合示意圖
董蜀湘課題組長期以來一直致力於壓電、磁電複合材料、磁電感測器方面的研究，提出了磁-彈-電耦合等效電路模型，發現了磁電gyration效應，研究報道了第一個鐵基非晶/壓電纖維磁電複合材料。其定義的multi-push-pull mode和L-T mode磁電耦合工作模式在磁電複合材料領域獲得了廣泛認可和採用。在國際上，磁電複合材料也是研究熱點之一。它的強磁電耦合能力以及高靈敏度磁感應特性有望在地磁測量、水下磁探測、生物醫學、無損檢測等方面發揮重要作用。
該成果共同第一作者為工學院材料系2015級博士生儲昭強與2011級博士生石花朵。研究獲得了國家自然科學基金委（51132001、 51072003）和北京市科委（Z131100003213020、Z151100003715003）相關項目的支持。
原文鏈接：http://dx.doi.org/10.1002/adma.201606022
編輯：白楊
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