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Flexible magnetoelectric systems: Types, principles, materials, preparation and application
Applied Physics Reviews ( IF 11.9 ) Pub Date : 2024-11-13 , DOI: 10.1063/5.0220902 Shanfei Zhang, Zhuofan Li, Yizhuo Xu, Bin Su
Applied Physics Reviews ( IF 11.9 ) Pub Date : 2024-11-13 , DOI: 10.1063/5.0220902 Shanfei Zhang, Zhuofan Li, Yizhuo Xu, Bin Su
Recently, the rapid development of flexible electronic materials and devices has profoundly influenced various aspects of social development. Flexible magnetoelectric systems (FMESs), leveraging magnetoelectric coupling, hold vast potential applications in the fields of flexible sensing, memory storage, biomedicine, energy harvesting, and soft robotics. Consequently, they have emerged as a significant branch within the realm of flexible electronic devices. According to its working principle, FMES are divided into three categories: FMES based on magnetodeformation and piezoelectric effects, FMES based on giant magnetoresistive effect, and FMES based on electromagnetic induction. Although some articles have reviewed the first two types of FMES, there is a lack of systematic introduction of the FMES based on electromagnetic induction in existing studies, especially the development history and research status of the three types of FMES. Therefore, this paper systematically reviews the development history and research status of these three kinds of FMES and reveals the working principle and mode of the flexible magnetoelectric system from the perspective of the force-electricity-magnetism coupling mode. In addition, the material selection criteria, device manufacturing methods, and application fields of the FMES are also introduced. Finally, this review delves into the challenges and opportunities confronting the development of FMES, exploring the future development directions. This review aims to establish a theoretical foundation and provide methodological strategies for future research on FMES. It is anticipated to promptly address the current gap in this research field and facilitate the development of the flexible electronic family.
中文翻译:
柔性磁电系统:类型、原理、材料、制备和应用
近年来,柔性电子材料和器件的快速发展深刻影响了社会发展的各个方面。利用磁电耦合的柔性磁电系统 (FMES) 在柔性传感、内存存储、生物医学、能量收集和软机器人领域具有巨大的潜在应用。因此,它们已成为柔性电子设备领域的一个重要分支。根据其工作原理,FMES 分为三类:基于磁导变形和压电效应的 FMES、基于巨磁阻效应的 FMES 和基于电磁感应的 FMES。虽然一些文章对前两种类型的 FMES 进行了综述,但在现有研究中缺乏对基于电磁感应的 FMES 的系统介绍,尤其是这三种类型 FMES 的发展历史和研究现状。因此,本文系统综述了这三种 FMES 的发展历史和研究现状,并从力-电-磁耦合模式的角度揭示了柔性磁电系统的工作原理和模式。此外,还介绍了 FMES 的材料选择标准、器件制造方法和应用领域。最后,本文深入探讨了 FMES 发展面临的挑战和机遇,探讨了未来的发展方向。本文旨在为 FMES 的未来研究奠定理论基础并提供方法论策略。预计它将迅速解决该研究领域的当前空白,并促进柔性电子系列的发展。
更新日期:2024-11-13
中文翻译:
柔性磁电系统:类型、原理、材料、制备和应用
近年来,柔性电子材料和器件的快速发展深刻影响了社会发展的各个方面。利用磁电耦合的柔性磁电系统 (FMES) 在柔性传感、内存存储、生物医学、能量收集和软机器人领域具有巨大的潜在应用。因此,它们已成为柔性电子设备领域的一个重要分支。根据其工作原理,FMES 分为三类:基于磁导变形和压电效应的 FMES、基于巨磁阻效应的 FMES 和基于电磁感应的 FMES。虽然一些文章对前两种类型的 FMES 进行了综述,但在现有研究中缺乏对基于电磁感应的 FMES 的系统介绍,尤其是这三种类型 FMES 的发展历史和研究现状。因此,本文系统综述了这三种 FMES 的发展历史和研究现状,并从力-电-磁耦合模式的角度揭示了柔性磁电系统的工作原理和模式。此外,还介绍了 FMES 的材料选择标准、器件制造方法和应用领域。最后,本文深入探讨了 FMES 发展面临的挑战和机遇,探讨了未来的发展方向。本文旨在为 FMES 的未来研究奠定理论基础并提供方法论策略。预计它将迅速解决该研究领域的当前空白,并促进柔性电子系列的发展。