自支撑多铁性薄膜材料研究的机遇与挑战

多铁性材料兼具铁电、铁磁等两种或两种以上铁性有序，并且通过不同铁性之间的多物理场耦合实现新奇磁电效应，在信息存储、换能、传感等方面具有广阔的应用前景。当前，在基础及应用研究方面仍存在许多亟待解决的科学技术问题，譬如寻找及制备室温以上具有强磁电耦合效应的多铁性材料，以及解决与半导体的器件集成问题等，而近年来迅速发展的自支撑薄膜制备技术为此提供了新的机遇。与块体材料及束缚在刚性衬底上的外延薄膜相比，自支撑薄膜具有极为优异的晶格调控自由度，可获得前所未有的极端一维、二维应变(应变梯度)，并能够实现人工异质结的构建与器件集成等，为多铁性材料的研究提供了新的材料体系和契机。文章围绕自支撑钙钛矿氧化物(多)铁性材料及人工异质结，总结了最近的重要研究进展，并尝试初步探讨该方向未来可能面临的机遇与挑战。