[发明专利]一种多铁性液体的测试装置及方法

说明书

本发明公开了一种多铁性液体的测试装置及方法。装置包括无磁性、透明、绝缘材料制成的容器，所述容器侧壁的上端、下端分别设置一个连接孔，各连接孔内分别连接一根绝缘胶管，各绝缘胶管与对应连接孔之间密封，其中，位于下方的绝缘胶管用于将多铁性液体注入容器内，位于上方的绝缘胶管用于将容器内的空气排出，所述容器的上端、下端分别设有透明、无磁性材料制成的电极板，形成对容器上端、下端的密封。测试方法包括：步骤1.测试前准备；步骤2.测试过程。

技术领域

本发明涉及多铁性材料技术领域，特别是涉及一种多铁性液体的测试装置及方法。

背景技术

随着电子信息产业的快速发展，大容量、低能耗、高速度、高性能的电子元器件的急迫需求对材料提出了越来越高的要求。多铁材料作为两种或三种基本铁性(铁电性、铁磁性、铁弹性)共存的多功能材料，不但在单一铁电材料的应用领域，更在新型磁-电传感器器件、自旋电子器件、新型信息存储器件等领域展现出巨大的应用前景。

所谓铁电性就是指某些晶体处于自发极化的状态，并且具有自发极化强度，在一定温度范围内，自发极化偶极矩能随外施电场的方向而改变。这些自发极化的区域称为电畴，每个电畴内的极化方向一致，而相邻电畴的极化方向则不同。从宏观上来看，整个晶体是非极化的，呈中性。在外电场作用下，极化沿电场方向的电畴扩大，极化方向趋于外场方向排列，其自发极化能够随外电场做可逆转动，这种性质称为铁电性，同铁磁材料一样，铁电材料也可以用于信息存储。由于铁电材料具有优良的铁电、介电、热释电性、电光特性、声光特性、非线性光学等特性，它们在铁电存储器、红外探测器、传感器、声表面波、集成光电器件、电容器等固态器件方面有着非常重要的应用，这也极大地推动了铁电材料及铁电物理学的研究和发展。基于铁电材料的铁电随机存储器由于其非易失性和读取速度快等特点而具有巨大的应用前景。铁电材料及其应用研究已成为凝聚态物理、固体电子学领域最热门的研究课题之一。

所谓铁磁性是指在没有外磁场存在的情况下，材料也处于自发磁化状态，并且具有自发磁化强度。自发磁化的区域称为磁畴，在同一磁畴内自发磁化的方向是一致的，但不同磁畴内部的磁化方向无序排列，因此，宏观上不显示磁性。当有外加磁场的时候，磁畴内部的磁化方向趋于外场方向排列，磁性材料表现出强磁性。强磁性主要有两种表现形式，一种是铁磁性，另一种是亚铁磁性。在铁磁性材料中，宏观磁化是由原子磁矩的同向排列所引起的，而亚铁磁材料中存在着磁矩排列方向相反但大小不等的两种原子或离子。磁滞回线是铁磁性材料在外加磁场下表现出的宏观磁性特性，同时反应了磁畴随外加磁场的变化而发生转向。当铁磁体从高温的顺磁相转变到低温铁磁相时，铁磁相变的临界温度Tc称为铁磁居里温度。

所谓的多铁性液体(或者叫多铁性流体)(Multiferroic fluids，Multiferroicliquid)，并非是指严格意义上的“液态”Multiferroic性材料，而是指由粒径在10nm左右的具有多铁性的微粒均匀分散在基液中(fluid carrier)，通过吸附离子(电荷排斥力)或在表面带上长链分子(位力)达到抗团聚而形成的稳定的胶体体系。纳米微粒通常是指具有多铁性的纳米微粒或纳米线，基液通常是水、有机多铁性液体或者有机水溶液。

相对于固态的多铁材料而言，多铁多铁性液体具有如下特点：1、多铁材料具有可流动性，其形态是无定形的；2、多铁性微粒由于同时具有铁电性和磁性，因此在电场或磁场作用下，具有多铁性的微粒能够发生转动，而且由于在多铁性液体中，所以其矫顽场会比较小，由于布朗运动，在电场或磁场下的转向更容易。3、在电场或磁场作用下，固态多铁材料中电畴的取向只能沿着接近于电场方向的某些取向，并不一定沿着电场方向，而对于铁电性多铁性液体而言，由于铁电微粒可以在多铁性液体中自由转动，因此其电畴的取向可以完全沿着电场方向。