磁電調(diào)控指的是通過(guò)施加一個(gè)電場(chǎng)來(lái)改變（控制）材料磁性的方法。目前,常用的調(diào)控技術(shù)有:以輸運(yùn)電荷為媒介利用強(qiáng)關(guān)聯(lián)體系磁性對(duì)能級(jí)占據(jù)的敏感性進(jìn)行磁電調(diào)控;以界面間的應(yīng)力為媒介利用材料間的耦合效應(yīng)進(jìn)行的調(diào)控;以及利用本征的多重鐵性材料及其復(fù)合結(jié)構(gòu)進(jìn)行的調(diào)控方法等。在這些方法中,大多數(shù)研究的開(kāi)展都是基于表面或界面效應(yīng),因此人工磁電調(diào)控體系的作用范圍基本被限制在界面附近,這在很大程度上限制了器件的應(yīng)用。為了克服現(xiàn)有磁電調(diào)控技術(shù)的不足,我們開(kāi)展了以鋰電池結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ),基于鋰離子電化學(xué)遷移的材料磁性電調(diào)控特性研究。鋰離子電池是一種利用鋰離子進(jìn)行儲(chǔ)能/供能的能源器件。由于鋰離子帶有一個(gè)單位正電荷,在嵌入和脫嵌電極材料的過(guò)程中會(huì)引起材料氧化還原反應(yīng)的發(fā)生,進(jìn)而引起電極材料中部分元素得失電荷的過(guò)程。對(duì)于一些電極材料,如過(guò)渡族金屬氧化物中的鐵氧體,這一過(guò)程伴隨有磁性的變化,因而可以將其用作磁電調(diào)控的一種手段。同時(shí),由于鋰離子的作用范圍可以深入到材料內(nèi)部,可以突破界面限制,獲得較大的磁性變化值。在傳統(tǒng)的磁學(xué)研究中,這種磁電調(diào)控方法很少被人研究。我們希望借助鋰離子電池的基本結(jié)構(gòu),研究鋰離子在尖晶石相鐵氧體電極材料... 

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1自旋轉(zhuǎn)移力矩效應(yīng)[32]

這種外電場(chǎng)引起的屏蔽效應(yīng)就會(huì)導(dǎo)致金屬表面產(chǎn)生一定的自旋積累，材料表??面的磁性就會(huì)受到影響。??如圖１．２．２所示，在電場(chǎng)中，鐵磁金屬表面附近的電荷呈類Ｆｅｉｅｄｅｌ振蕩分??布，金屬表面的磁電系數(shù)也相對(duì)比較復(fù)雜。對(duì)半金屬而言，由于費(fèi)米面附近具有??１００％自旋極化率，理論上講表面磁電系數(shù)是一個(gè)普適常數(shù)（＞６．４４＊ｌ〇－＂Ｇｃｍ７Ｖ）。??除了引起表面磁矩的變化，外加電場(chǎng)還可通過(guò)影響表面電子的波函數(shù)來(lái)改變電??子軌道的角動(dòng)量，這會(huì)使得材料的磁晶各向異性等磁學(xué)參量發(fā)生變化。??１．２．?３單相多鐵材料中的磁電調(diào)控??１９９４年由瑞古的Ｓｃｈｍｉｄ首次明確提出多重鐵性（ｍｕｌｔｉ－ｆｅｒｒｏｉｃ，簡(jiǎn)稱多??鐵）材料的概念。如圖１．２．?３所示，當(dāng)自旋和介電序參量之間發(fā)生相互羯合時(shí)就??可通過(guò)電場(chǎng)作用調(diào)控材料的磁矩。??４??

想的單相多鐵材料應(yīng)當(dāng)具有簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，同時(shí)在室濕Ｗ上具備較高的電性，Ｗ及較強(qiáng)的磁電稱合效應(yīng)。但一般情況下，由于鐵電性和鐵磁性上的矛盾，因此多鐵材料的種類比較稀少。通常來(lái)說(shuō)其鐵電性起源有Ｗ巧引：晶格崎變引起的鐵電性（如ＨｏＭｎ化等）、陽(yáng)離子孤對(duì)電子引發(fā)的如ＢｉＦｅ化等）、非共線螺旋自旋引發(fā)的鐵電性（如ＴｂＭｎ〇３，?ＤｙＭｎ〇３，?ＣｕＦｅ及電荷有序引發(fā)的鐵電性（如ＬｕＦｅｚＯ－，ＬａＣａＭｎ化等）。單相多鐵性材結(jié)構(gòu)類型主要有［４０］：巧鐵礦，方棚石，六角結(jié)構(gòu)Ｗ及ＢａＭＦ，型等。??９６５年日本科學(xué)家Ｓｕｇａｗａｒａ合成了?ＢｉＭｎ化，在這種特殊材料中可Ｗ觀察和鐵電序的共存，在其磁性相變溫度材料的介電特性也表現(xiàn)出特殊的變同為祕(mì)類巧鐵礦結(jié)構(gòu)的ＢｉＦｅ化是人們目前發(fā)現(xiàn)的多鐵材料中最有應(yīng)用種［４２］。ＢｉＦｅ化在室溫顯示反鐵磁序，同時(shí)由于晶格崎變產(chǎn)生了鐵電性立方巧鐵礦結(jié)構(gòu)中的氧八面體繞晶格的［１１１］軸發(fā)生扭曲，同時(shí)Ｂｉ離子


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