由于磁有序和鐵電序的共存,多鐵性材料具有豐富而且復雜的物理性質(zhì)以及廣闊的應用前景,成為當前凝聚態(tài)物理領(lǐng)域的一個前沿研究課題。強磁場極端實驗條件是研究物質(zhì)內(nèi)部磁結(jié)構(gòu)、自旋相互作用和探索新奇物理現(xiàn)象的重要手段之一,在多鐵研究領(lǐng)域中發(fā)揮著越來越顯著的作用。本論文針對三類典型的多鐵性材料開展了系統(tǒng)的低溫強磁場實驗研究。其中,稀土錳氧化物RMnO3（R=Ho,Er,Yb）具有六角密排晶格結(jié)構(gòu),屬于第一類多鐵性材料;DyMnO3和Ni3V2O8具有正交晶格結(jié)構(gòu),屬于第二類多鐵材料。另一方面,RMnO3（R=Ho,Er,Yb）,和Ni3V2O8分別具有三角和Kagome磁性結(jié)構(gòu),因此也是典型的阻挫磁性材料。這些不同的物理屬性使得這三類多鐵材料在低溫強磁場條件下展現(xiàn)出豐富的磁相變、量子相變以及奇異的磁電特性。論文主要分以下幾個部分:一、概述了多鐵性材料的研究背景,并系統(tǒng)介紹了六角錳氧化物RMnO3（R=Ho-Lu,Y和Sc）、正交錳氧化物RMnO3（R=Eu-Dy）和具有Kagome磁結(jié)構(gòu)的Ni3V2O8的基本物理性質(zhì)和研究進展。二、簡要介紹了樣品制備和強磁場實驗裝置。利用光學浮區(qū)法制備了高質(zhì)量的六角... 

【文章來源】：華中科技大學湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：136 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

螺旋自旋序具有不同的結(jié)構(gòu)；Q為螺旋自旋序的傳播矢量(a)-(d)分別為擺線型、橫向圓錐型、縱向圓錐型、本征螺旋序結(jié)構(gòu)[49]

華中科技大學博士學位論文25圖2-2單晶的照片，RMnO3單晶是通過光學浮區(qū)法制備得到的，而Ni3V2O8單晶是由助熔劑法生長的10203040506070801020304050607080h-HoMnO3calculationexperimentIntensity(a)h-HoMnO3(b)(008)(006)(002)(004)Intensity2(deg)圖2-3(a)h-HoMnO3單晶的粉末X射線衍射圖；黑色(紅色)曲線分別代表計算結(jié)果(實驗數(shù)據(jù))；(b)h-HoMnO3的單晶X射線衍射圖

華中科技大學博士學位論文29下分別進行兩次測量，將無樣品時的數(shù)據(jù)作為背底信號扣除，從而精確得到樣品的本征信號。實驗中還需要測量磁場強度信號(H)，我們在pick-up線圈附近繞一組磁場線圈(dH/dt線圈)，用來探測這一信號。圖2-6(a)信號補償電路；(b)Pick-up線圈結(jié)構(gòu)以MnF2單晶的磁化實驗為例，介紹脈沖強磁場磁化測量原理和實驗過程。當磁場沿c軸方向時，MnF2單晶會在9.3T發(fā)生顯著的spin-flop轉(zhuǎn)變。實驗時，首先將樣品置于pick-up線圈中心，測量有樣品時pick-up線圈信號Vin(t)和磁場信號dH/dt；然后將樣品提出，測量背底信號Vout(t)。它們分別為(t);(t)inoutdHdMdHVVdtdtdt(2-1)由此可得到樣品信號為1inoutdMVVdt，如圖2-7(a)所示。圖中同時給出了磁場信號dH/dt，對其積分可以得到H(t)，如圖中虛線所示。對樣品信號積分，可以得到001(t)inoutMVVdtM(2-2)式中τ為脈沖磁場的持續(xù)時間，M0是樣品的起始磁化強度。以H(t)為橫坐標，M(t)為縱坐標作圖，可以得到M(H)磁化曲線；同樣，由樣品信號和磁場信號也可以推導出磁化率曲線χ(H)=dM/dH。數(shù)據(jù)處理結(jié)果如圖2-7(b)所示。以上公式中，γ和λ是與pick-up線圈有關(guān)的因子。其中，γ與線圈結(jié)構(gòu)有關(guān)，而λ與線圈靈敏度、樣品填充情況均相關(guān)。在實際測量中，λ因子很難精確確定，因此實驗

【參考文獻】：
期刊論文
[1]單相多鐵性材料中靜態(tài)與動態(tài)磁電效應研究新進展[J]. 陳宏波,周毅,李有泉.  物理學進展. 2013(04)



本文編號：3491068