《自旋冰體系中磁致多鐵性的研究》是依託廈門大學，由董新偉擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：自旋冰體系中磁致多鐵性的研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：董新偉
- 依託單位：廈門大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
磁致多鐵性材料，擁有內稟的磁電耦合效應，在信息存儲方面有著廣闊的套用前景。但是，目前報導的此類多鐵材料的鐵電極化一般都很弱，鐵電居里溫度一般都很低。本項目擬利用對自旋冰體系A位的小離子摻雜實現周期磁有序向螺旋自旋序的轉變，進而產生鐵電性。通過A位小離子的摻雜來調節自旋冰體系的鐵電極化。基於對材料的介電、鐵電、磁性以及磁電耦合性能的測試，探索A位小離子摻雜與鐵電極化產生之間的關係，以及實現多鐵性能提高和磁電耦合增強。該項目的開展將豐富磁致多鐵材料的實驗研究，為指導合成出性能更優異的磁致多鐵性材料提供實驗和理論依據。
結題摘要
磁致多鐵性材料，由磁有序誘導產生鐵電極化，以其直接的和內稟的磁電耦合效應，以及更豐富的物理內涵，吸引了眾多科技工作者的目光。而到目前為止，這種磁有序一般都具有螺旋自旋序。如果將廣泛存在的周期磁有序調製為螺旋自旋序，無論是在稀土錳氧化物中還是在自旋冰體系中通過A位離子摻雜來實現，無疑對第二類多鐵性材料--磁致多鐵性材料的研究都有著一定的推動作用。另外，目前已報導的自旋冰體系多以Ti4+作為B位離子，但是Ti-O八面體本身在晶格扭曲的情況下也可以產生鐵電極化。無法分辨鐵電極化的來源到底是晶格扭曲產生還是通過磁有序產生，所以我們選擇用Sn來替換Ti，專注於Ho2Sn2O7的A位磁性離子摻雜效應的研究。在A位引入Er, Tm, Yb等稀土離子，或者Cr等過渡族離子來調製出螺旋自旋序，從而誘導出鐵電極化。但是，從實驗結果上看，Sn的替換限制了A位磁性離子的摻雜，無法在A位引入足夠多的其他磁性離子，並沒有有效地調控磁有序使得產生鐵電極化增強。其中的原因有可能是由於Sn4+的離子半徑（0.69Å）遠大於Ti4+的離子半徑（0.605 Å），B位離子的離子半徑的增大，限制了A位離子的可摻雜的程度。雖然目前還沒有達到預期的目標，但是對磁致多鐵相關後續工作的開展仍然具有一定的指導作用。
