多鐵性材料在納米尺度上的結構和調控

《多鐵性材料在納米尺度上的結構和調控》是依託上海大學，由任偉擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：多鐵性材料在納米尺度上的結構和調控
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：任偉
• 依託單位：上海大學

中文摘要

納米尺度上的多鐵性材料近年來在世界範圍內引起了廣泛的關注，其中包括疇壁、渦旋和異質結構等非常有趣而又套用廣闊的體系。本項目研究疇壁結構在基底外延應變下的能量演變和物理特性，深入探討電場、磁場下的多鐵性渦旋的外場調控效應，以及探索和設計全新的多相多鐵性材料和電子輸運器件。我們將利用量子力學第一性原理的密度泛函理論計算和基於第一性原理的等效哈密頓方法，對於上述問題進行理論和計算上的解答。本項目將會緊密結合實驗上最新的報導，與國內外實驗同行進行合作並提出我們新的見解，同時改進我們的計算方法和理論水平。除了解決這些具體的物理問題之外，本項目的實施將有助於我們為開展中國的材料基因工程奠定基礎，建立一支擁有精通納米技術和計算科學專長的強大人才隊伍。

結題摘要

本課題圍繞磁學和電學物理特性研究了一系列多鐵性氧化物材料，其中包括目前國際上研究最為廣泛的鐵酸鉍，鈣鈦礦型材料中氧八面體畸變導致的非正規鐵電，以及上海大學物理系製備的多種類系列稀土正交鐵氧體單晶。近年來這些磁電材料體系在全世界範圍內引起了巨大的關注，其中包括課題負責人開展的鐵電疇壁、渦旋和異質結構等具有套用前景的凝聚態物質。本項目研究利用基於量子力學第一性原理的密度泛函理論計算，發現了鐵酸鉍三種疇壁結構在基底外延應變下的能量演變和物理特性；利用晶格失配外延應變、改變稀土離子半徑的化學壓、以及外加靜水壓等，研究了稀土鐵氧化物、稀土鉻氧化物的結構和物性變化的理論預言。本項目同時緊密結合本單位實驗上最新的磁電材料研究報導，與國內外同行進行合作並提出我們創新的見解，同時改進我們的計算方法和理論水平。在解決這些具體的物理問題之外，本項目的實施幫助我們為開展中國的材料基因工程貢獻力量，建立了一支擁有精通計算凝聚態物理和材料科學專長的人才隊伍。在本項目的資助下，本課題組在磁電材料的設計、製備、性能及套用研究方面，取得了一定的成果。相關研究工作已申請發明專利1項，已發表標註受本項目資助的通訊作者SCI論文共22篇，包括1篇Phys. Rev. Lett.、Adv. Funct. Mater.、Appl. Phys. Lett. 和4篇Phys. Rev. B等，以及發表標註受本項目資助的其它相關SCI論文17篇。