Probing of Local Multifield Coupling Phenomena of Advanced Materials by Scanning Probe Microscopy Techniques

Advanced Materials - Tập 30 Số 47 - 2018
Tao Li1,2, Kaiyang Zeng2
1Center for Spintronics and Quantum System, State Key Laboratory for Mechanical Behavior of Materials, School of Materials Science and Engineering, Xi'an Jiaotong University, Shaanxi, 710049 Xi'an, China
2Department of Mechanical Engineering, National University of Singapore, 9 Engineering Drive 1, Singapore 117576, Singapore

Tóm tắt

Abstract

The characterization of the local multifield coupling phenomenon (MCP) in various functional/structural materials by using scanning probe microscopy (SPM)‐based techniques is comprehensively reviewed. Understanding MCP has great scientific and engineering significance in materials science and engineering, as in many practical applications, materials and devices are operated under a combination of multiple physical fields, such as electric, magnetic, optical, chemical and force fields, and working environments, such as different atmospheres, large temperature fluctuations, humidity, or acidic space. The materials' responses to the synergetic effects of the multifield (physical and environmental) determine the functionalities, performance, lifetime of the materials, and even the devices' manufacturing. SPM techniques are effective and powerful tools to characterize the local effects of MCP. Here, an introduction of the local MCP, the descriptions of several important SPM techniques, especially the electrical, mechanical, chemical, and optical related techniques, and the applications of SPM techniques to investigate the local phenomena and mechanisms in oxide materials, energy materials, biomaterials, and supramolecular materials are covered. Finally, an outlook of the MCP and SPM techniques in materials research is discussed.

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