多鐵性實驗上被發(fā)現(xiàn)以來引起了人們廣泛的興趣,因為其豐富的物理和潛在的應用。實現(xiàn)多序參量的共存與耦合不僅可以提高材料的信息存儲密度和存儲效率,而且有益于探索強關聯(lián)系統(tǒng)的物理機制,以及凝聚態(tài)物理其它領域。多鐵性不僅包括磁電多鐵性,也包括磁彈性、電彈性等的共存與耦合。在多鐵性材料中,磁電多鐵性是研究的重點。自實驗上發(fā)現(xiàn)擁有螺旋磁結(jié)構(gòu)的多鐵性鈣鈦礦材料PbMnO₃及其磁場調(diào)控電性以來,更多的磁性多鐵性材料已被發(fā)現(xiàn)。磁性耦合于電性或電性耦合于磁性的困難在于磁性與電性本身的起源排斥性。包括在1957年Dzyaloshinskii和Moriya提出的傳統(tǒng)Dzyaloshinskii-Moriya(DM)機制,理論上的突破是2005年到2006年相繼提出的基于自旋-軌道耦合的Katsura-Nagaosa-Balatsky機制和反DM效應�；谧孕�-軌道耦合效應的這一機制用于解釋實驗發(fā)現(xiàn)的很多磁性鐵電性材料的微觀機制及其內(nèi)在本質(zhì)。實驗發(fā)現(xiàn)磁性耦合于電性所誘導的電極化強度明顯偏小,遠低于傳統(tǒng)的鐵電材料和磁約束產(chǎn)生的電極化強度,尤其是相變溫度很低(遠低于室溫)。這就需要新的理論去理解...

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【學位級別】：博士

【部分圖文】：

圖1.1時間、空間反演對稱性與鐵性[31]

例如多相多鐵性材料BiFeO3[28]，鐵電相變溫度很高約為800K,而磁性相變溫度110卻很低。很明顯，對于耦合的單相多鐵性材料來說，誘導出的電疇完全依賴于自序，這與純鐵電性材料對稱性破缺有異曲同工之處。鐵電材料的對稱性破缺是空反演對稱性破缺，依賴于晶體系統(tǒng)。這樣使得原先不具....

圖1.2對稱性與序參量[29]

如圖1.2所示。從圖中我們也能看到電性這里手性是手性磁體或其他與手性相關的源。對于磁源，自旋磁矩或磁偶極子和軌道磁矩。軌道磁矩一般-軌道耦合不同于自旋磁矩與軌道磁矩的作用。提到偶磁交換。另外，自旋-軌道耦合也不一定會導致DM效由于電子軌道運動產(chǎn)生的磁場與電子自旋耦合，表....

圖1.3多鐵性相互作用[30]

圖1.3多鐵性相互作用[30]。例如磁場B調(diào)控電極化強度P。磁性與電性是否有共同的源，磁性多鐵性材料可以簡單劃分為兩和Type-II多鐵性材料，或稱為正規(guī)和非正規(guī)多鐵性。關于電場或，實驗發(fā)現(xiàn)很多，但是理論研究嚴重滯后。正規(guī)的磁性多鐵性材不同的源，如前面提到的....

圖1.4多鐵性微觀機制原理圖

華中科技大學博士學位論文磁基礎上還存在一個非公度長周期的正弦自旋調(diào)制結(jié)構(gòu)，其周期約為62nm。由于在體材料中磁性較弱，磁矩會相互抵消掉。如材料尺寸小于調(diào)制波長，則磁矩不會完全抵消，會顯示弱的磁性。實驗上也觀測到鐵電疇與反鐵磁疇的耦合效應，而且電場能夠翻轉(zhuǎn)....

本文編號：3897068