新材料研究領域的先行者：“楚天學者”特聘教授譚國龍

牛新志

譚國龍，武漢理工大學材料復合新技術國家重點實驗室教授，2007年受聘為該?！俺鞂W者計劃”特聘教授。畢業(yè)于浙江大學材料科學與工程系，先后獲碩士、博士學位。1998年至2006年，先后在德國馬普協會金屬研究所、美國漢普頓大學、賓夕法尼亞大學、德國馬普協會微結構研究所從事科學研究。

譚國龍教授目前的研究主要集中在清潔表面半導體納米顆粒的物理制備及表面包覆技術，多鐵性材料的制備及物理性能；材料的界面物理與化學等。

近年來，譚教授帶領他的研究團隊，攻堅克難，銳意創(chuàng)新，在新材料的研究攻關上，突破了一個個難題，取得了驕人的業(yè)績，為科技創(chuàng)新、建設創(chuàng)新型國家做出了突出的貢獻。

具體而言，譚國龍教授的多鐵性材料研究成果主要包括以下內容：

多鐵性材料（multiferroics）是一種由于電、磁有序而導致鐵電性和磁共存，并且具有磁電耦合效應的多功能材料。該材料彌補了純的（反）鐵電性或（反）鐵磁性材料的不足而同時呈現電和磁的有序性。這種磁和電的相互控制在信息存儲、自旋電子器件方面、磁傳感器以及電容-電感一體化器件方面都有極其重要的應用前景。近年來隨著人們需求的日益增長，信息化社會的不斷進步，推動著電子元器件向小型化、高儲能、高精度、高穩(wěn)定性和多功能等方向發(fā)展。一般單一的性能很難滿足上述各種要求?？紤]到磁性和鐵電性在現代科技中的廣泛的應用，人們自然而然想到能否將磁性和鐵電性結合在一起，獲得同時具有磁性和鐵電性的材料。因而將各種材料的特殊功能進行集合，在一種元件中實現多種功能已經成為市場的迫切需求，引起人們越來越多的關注。

目前已經發(fā)現的既具有鐵電性又具有鐵磁性的單相多鐵性材料非常稀少，并且已發(fā)現的這些材料都表現出弱的鐵磁性。尤其是室溫多鐵性材料，被認為是未來開發(fā)由鐵電序列和鐵磁序列產生耦合作用的多功能器件的關鍵，BiFeO3和最近正在研究的LuFe2O4正是目前被認為最有前途的實際應用器件的兩種多鐵性材料。但由于其偽自旋結構的殘余力矩，BiFeO3在室溫下表現為弱磁性，這嚴重限制了它在實際中的應用。因此，制備同時具大的鐵電性和強的鐵磁性的多鐵性材料，將對現代多功能材料具有里程碑的意義。

譚國龍教授根據多鐵性研究的現狀，發(fā)現了多種新型多鐵性化合物（如PbFe12O19和BaFe12O19陶瓷），這些化合物在室溫下同時具有大的鐵電性和較強的鐵磁性，是可以實用化的多鐵性材料。

在譚國龍教教授發(fā)現PbFe12O19多鐵特性之前，BiFeO3可以說是最好的室溫單相多鐵性材料，它在室溫下同時存在鐵電和弱鐵磁序列。而PbFe12O19陶瓷在室溫下強的鐵磁性和大的鐵電性同時共存，具有明顯的優(yōu)越性。