《自旋失措體系中磁致多鐵性的計算研究》是依託東南大學，由姚曉燕擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：自旋失措體系中磁致多鐵性的計算研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：姚曉燕
- 依託單位：東南大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
多鐵性是目前凝聚態物理研究的前沿領域。最近幾年，在失措體系中發現的磁致多鐵性日益受到人們關注並已成為一個十分活躍的課題。對於磁致多鐵性，鐵電性質來源於空間反演對稱性破缺的自旋有序相，這使得電極化和磁有序兩者緊密耦合。其套用潛力巨大。但到目前為止，在這類材料中所能觀測到的電極化與磁矩偏弱且出現溫度偏低。這些不利因素制約了磁致多鐵性材料的發展，相應微觀機制的研究目前尚處在探索階段。本項目針對磁致多鐵性，從失措對自旋構形的調製出發，套用計算模擬的方法，深入研究這一類磁電耦合的微觀機制。在保持磁電強耦合的條件下，探尋通過以下方式最佳化磁電性質的可能途徑：1、研究圓錐自旋序，探尋增強磁矩的方法；2、尋找出現多鐵性的新體系新機制，探索增強電極化的方式；3、分析相互作用競爭，探討提高多鐵性出現溫度的辦法。以上研究將促進多鐵性材料的研發與套用。
結題摘要
磁致多鐵性，鐵電性質來源於空間反演對稱性破缺的自旋有序相，這使得電極化和磁有序兩者緊密耦合，其套用潛力巨大。一般在非共線的螺旋磁結構中由反對稱的相互作用導致交換伸縮，使得離子發生位移形成鐵電極化。而在共線磁結構中，由對稱的交換作用導致的交換伸縮也可使離子位移形成鐵電性。本項目從失措對自旋構形的調製出發，套用計算模擬的方法，對這兩類磁序導致的多鐵性都進行了細緻研究。對於共線磁序導致的鐵電性，我們針對Ca3CoMnO6這一材料的多鐵行為進行研究。通過計算模擬很好解釋了實驗觀察到的磁電行為，特別是奇異的order by disorder 現象。 對於非共線磁序導致的鐵電性，我們針對特殊的圓錐磁致多鐵性進行了研究，給出了尖晶石結構中圓錐磁序出現的條件，合理解釋了LKDM理論與實驗的差別。詳細分析了通過調節磁性失措有效調節圓錐磁結構，並由此實現對相應磁電性質的控制。通過研究圓錐磁序所導致的多鐵性對於外場的各種敏感回響，揭示尖晶石結構中垂直於磁結構調製波矢的平面是一個磁電性質的優勢平面。只要磁各向異性不強，在這個平面上就容易實現磁性和鐵電性之間非常靈敏的互動控制。以上研究將促進多鐵性材料的研發與套用。
