多铁性材料是一类新型的多功能材料，它的磁性、电性和弹性有序共存。磁致伸缩和压电性的共存是磁电(ME)效应出现的原因。这种新材料的设计和研究越来越受到人们的关注，这是由于它们的多功能性和实际应用。基于ME效应，交变和恒定磁场的超灵敏传感器的灵敏度比霍尔传感器高出数百万倍。在微波范围内保持磁致伸缩特性是创造最新的无线能量传输到微型电子设备的技术基础。基于多铁氧体的多层薄膜异质结构在低能耗和高存储密度的高速存储设备中具有很高的应用潜力。在不平均有用信号的情况下抑制热释电噪声的层状复合材料被用于开发最新的高灵敏度≈10-12 T和低频≈10-2-103Hz传感器技术，可用于医学中的非侵入性神经界面。

来自吉林大学的学者利用高压扭转(HPT)方法设计并制备了一种新型的类多铁纳米复合材料。对初始粉末和铁电/铁磁纳米复合材料的晶体结构、物相组成、形貌、铁磁(FM)和铁电(FE)性能进行了全面的研究。对于FE和FM组分，初始粉末及其复合材料分别为钙钛矿相和尖晶石相。经过HPT处理后，初始粉末的粒度明显减小。结果表明，这种新型纳米复合材料由交换作用的FE相和FM相组成，在室温下表现出良好的低场磁性能和电学性能。在新复合材料中，随着外高压的增加，残余极化显著增加。这些结果使得新型纳米复合材料有可能被认为是一种新的功能材料，用于监测超高压的电子器件和具有低开关能量的高速计算纳米系统的集成电路。HPT法是一种很有前途的获得新型多相纳米体系的方法。相关文章以“Novel Multiferroic-Like Nanocomposite with High Pressure-Modulated Magnetic and Electric Properties”标题发表在Advanced Functional Materials。

论文链接：

https://doi.org/10.1002/adfm.202113022

图1. a）BLFO和b）MZFO初始粉末的XRD图案。通过c）压缩和d）HPT处理的BLFO-MZFO复合材料的XRD图案。

图2. 初始BLFO和MZFO粉末的TEM和HRTEM图像。

图3. BLFO–MZFO 复合物（上图）和 BLFO-MZFO 复合物 HPT（下图）的 TEM 和HRTEM 图像。

图4. 初始BLFO和MZFO粉末的SEM和EDS数据。通过压缩和HPT处理的BLFO-MZFO复合材料的SEM和EDS数据。

图5. a，b)复合材料(a和c)和复合材料HPT(b和d)在不同压力p=0和1 Gpa下磁化强度的MZFC(T)和MFC(T)温度依赖关系和c，d)M(H)场依赖关系。

图6. a)初始BLFO粉末，以及b)复合和c)复合HPT的铁电磁滞回线。

图7. a） 通过压缩和HPT处理的BLFO粉末和BLFO-MZFO复合材料的电场和b）残余极化的压力依赖性。ΔPr/Pr是压力诱导的残余极化在5 GPa下的相对变化。

图8. 溶胶-凝胶自燃烧法制备铁尖晶石纳米粉末的示意图。

图9. a)HPT试验台和b)用于加工BLFO-MZFO纳米复合材料的HPT顶锤电路的照片。

本文采用HPT法制备了La改性BLFO和MZFO两种新型复合材料。比较了它们之间以及与初始BLFO和MZFO粉末的功能特性。结果表明，纳米复合HPT是由尺寸为14 nm的钙钛矿超细FE BLFO和尺寸为12 nm的Fm MZFO组成的最紧密堆积的复相体系。本文得到了具有改善磁性和电学性能的类多铁复合材料，所用的HPT方法是获得由紧密堆积、超分散和交换作用的FE和FM相组成的新型功能材料的一种有效和有前途的方法。此外，分数的程度分布、大小和交换作用的强度都可以通过高压和旋转次数来控制。由于纳米器件的开关能降低，得到的新复合材料可用于制造监测超高压的电子器件，以及用于高速计算系统的集成电路。（文：SSC）

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