《多鐵性氧化物RMnO3疇與疇壁的性質及外場對其調控的研究》是依託北京理工大學，由王學雲擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：多鐵性氧化物RMnO3疇與疇壁的性質及外場對其調控的研究
- 依託單位：北京理工大學
- 項目負責人：王學雲
- 項目類別：青年科學基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
具有多種鐵性序參量的複雜氧化物由於其豐富的物理性質與不同序參量之間的耦合效應，以及外場對其所具有的可調控性，成為了具備低能耗、高密度信息器件的重要候選材料。其中由對稱性破缺引起的各種疇與疇壁則為我們研究關聯體系中的電荷、自旋、軌道、晶格等自由度及其之間的關係提供了更廣闊的空間。同時疇結構與疇壁的磁性、電性及外場對疇與疇壁的物理性質與空間分布的可調控性使之成為未來潛在的邏輯元件。本項目基於申請人近年來通過表面掃描技術對鐵電、多鐵性單晶中疇結構與疇壁研究，開展鈣鈦礦結構與六角結構的稀土錳氧化物RMnO3高質量單晶的生長，研究其鐵電、多鐵性疇與疇壁的分布與演化；同時著重研究其物理性質隨外場如應力，磁場，電場的變化，尤其是RMnO3中具有磁性、導電性質疇壁形成的機理與外場對其的調控。
結題摘要
本項目以多鐵性稀土錳氧化物為研究對象，以晶體生長與掃描探針顯微技術，從微觀尺度研究多種外場對於疇與疇壁的新奇物理性質的探索、例如外場例如電場、磁場、應力對疇與疇壁的調控，尤其是磁性疇壁與導電疇壁隨外場的變化與調控。在單晶生長方面成功生長了高質量的六角錳氧化物YMnO3, ErMnO3與LuMnO3，高質量的單晶生長方法申請發明專利一項。同時對單晶YMnO3上壓電力顯微鏡與導電原子力顯微鏡的細緻研究，展示了六角錳氧化物中面外與面內電場下對拓撲疇結構的影響。通過室溫以及變溫的電輸運性質測量與第一性原理的計算，揭示了由於六角錳氧化物的晶格各向異性以及在面內氧間隙更加易調控性引起的各向異性的電導。該工作的研究我們提供了一種有效的方式來控制氧缺陷從而控制晶體的導電性能。同時在應力與應力梯度方面的調控，通過研究渦漩疇展開為條紋疇的過程，發現了具有應力誘導的非公度相的存在，同時總結了應力與溫度對於疇結構影響的相圖。該項目也拓展研究了多種鐵性序參量的材料，如二維層狀鐵性材料與鈣鈦礦結構的新功能材料，為多種新功能材料中的疇與疇壁的研究做出了一定的研究成果。
