新材料研究领域的先行者：“楚天学者”特聘教授谭国龙

牛新志

谭国龙，武汉理工大学材料复合新技术国家重点实验室教授，2007年受聘为该校“楚天学者计划”特聘教授。毕业于浙江大学材料科学与工程系，先后获硕士、博士学位。1998年至2006年，先后在德国马普协会金属研究所、美国汉普顿大学、宾夕法尼亚大学、德国马普协会微结构研究所从事科学研究。

谭国龙教授目前的研究主要集中在清洁表面半导体纳米颗粒的物理制备及表面包覆技术，多铁性材料的制备及物理性能；材料的界面物理与化学等。

近年来，谭教授带领他的研究团队，攻坚克难，锐意创新，在新材料的研究攻关上，突破了一个个难题，取得了骄人的业绩，为科技创新、建设创新型国家做出了突出的贡献。

具体而言，谭国龙教授的多铁性材料研究成果主要包括以下内容：

多铁性材料（multiferroics）是一种由于电、磁有序而导致铁电性和磁共存，并且具有磁电耦合效应的多功能材料。该材料弥补了纯的（反）铁电性或（反）铁磁性材料的不足而同时呈现电和磁的有序性。这种磁和电的相互控制在信息存储、自旋电子器件方面、磁传感器以及电容-电感一体化器件方面都有极其重要的应用前景。近年来随着人们需求的日益增长，信息化社会的不断进步，推动着电子元器件向小型化、高储能、高精度、高稳定性和多功能等方向发展。一般单一的性能很难满足上述各种要求。考虑到磁性和铁电性在现代科技中的广泛的应用，人们自然而然想到能否将磁性和铁电性结合在一起，获得同时具有磁性和铁电性的材料。因而将各种材料的特殊功能进行集合，在一种元件中实现多种功能已经成为市场的迫切需求，引起人们越来越多的关注。

目前已经发现的既具有铁电性又具有铁磁性的单相多铁性材料非常稀少，并且已发现的这些材料都表现出弱的铁磁性。尤其是室温多铁性材料，被认为是未来开发由铁电序列和铁磁序列产生耦合作用的多功能器件的关键，BiFeO3和最近正在研究的LuFe2O4正是目前被认为最有前途的实际应用器件的两种多铁性材料。但由于其伪自旋结构的残余力矩，BiFeO3在室温下表现为弱磁性，这严重限制了它在实际中的应用。因此，制备同时具大的铁电性和强的铁磁性的多铁性材料，将对现代多功能材料具有里程碑的意义。

谭国龙教授根据多铁性研究的现状，发现了多种新型多铁性化合物（如PbFe12O19和BaFe12O19陶瓷），这些化合物在室温下同时具有大的铁电性和较强的铁磁性，是可以实用化的多铁性材料。

在谭国龙教教授发现PbFe12O19多铁特性之前，BiFeO3可以说是最好的室温单相多铁性材料，它在室温下同时存在铁电和弱铁磁序列。而PbFe12O19陶瓷在室温下强的铁磁性和大的铁电性同时共存，具有明显的优越性。