《螺旋自旋序多鐵氧化物在多場調製下的寬域介電回響》是依託華東師範大學，由楊靜擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：螺旋自旋序多鐵氧化物在多場調製下的寬域介電回響
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：楊靜
- 依託單位：華東師範大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
螺旋自旋序多鐵材料具有奇特的螺旋狀自旋波有序可誘導出內稟的強磁電耦合效應，故而其在多態信息存儲和磁感測器件中有著廣泛的潛在套用。然而，目前螺旋自旋序多鐵氧化物中磁電耦合效應特別是巨磁電容效應起源的微觀機理尚不清晰。本項目擬通過研究多場（溫場、磁場、電場）調製下的螺旋自旋序多鐵材料的寬域（低頻、光頻）介電回響來探索其自旋序相變對電極化狀態的影響規律；建立低頻下磁致電偶極子、載流子、缺陷的弛豫、輸運動力學；獲得遠紅外-太赫茲頻段下自旋-聲子耦合、電子-聲子耦合和光學軟模等相關的元激發受外場調製的變化規律；探索多場調製下紫外-近紅外頻段價電子躍遷規律，確定其電子能帶結構。本項目研究多場下各種自旋/極化機制對寬域電磁波的介電回響不僅有助於多角度綜合地理解螺旋自旋序多鐵氧化物中磁電耦合和磁電容效應的微觀本質，也為多鐵相關器件的研製提供有益的理論和實驗指導。
結題摘要
螺旋自旋序多鐵材料具有奇特的螺旋狀自旋結構可誘導出內稟的強磁電耦合效應，故而其可在多態信息存儲和磁感測器中有潛在套用。本項目研究圍繞著包括螺旋自旋序多鐵在內的若干多鐵材料微結構對介電回響的影響規律；自旋序對電極化狀態的影響規律；多鐵材料中載流子、缺陷產生機制以及弛豫、輸運機制；鐵性材料中元激發、電子能帶躍遷及電子能帶結構等方面展開。項目實施過程中，成功製備了一系列DyFeO3 (DFO)、Ba0.5Sr1.5Zn2Fe12O22 (BSZFO)、BaFe12O19 (BFO)、Bi5Ti3FeO15 (BTFO)、SrMnO3 (SMO)、BaTiO3/(La,Ca)MnO3 (BTO/LCMO)等具有螺旋磁序，晶格-自旋耦合及天然超晶格共生Aurivillius單相多鐵材料及若干鐵電/鐵磁異質結；獲得了BSZFO、 BFO、 BTFO 、BTO/LCMO微結構尤其晶粒/晶界界面、薄膜/襯底界面、薄膜/電極界面等微結構對介電回響的影響規律；發現M型六角鐵氧體多晶低溫下呈量子順電態；在 DFO多鐵材料中建立Dy-Dy反鐵磁自旋序及自旋重取相變與電極化關聯從而在證實在該材料體系中具有很強的晶格-自旋相互作用；獲得螺旋磁序、晶格-自旋耦合及Aurivillius層狀多鐵材料中氧空位、變價Fe、Mn離子相關缺陷和缺陷複合物的弛豫及輸運機制；通過等效電路模型等手段，提取出BTFO晶粒和晶界電學參數隨溫度場與磁場的演變過程，並證實BTO/LCMO磁介電效應來源於巨磁阻效應與界面空間電荷極化的聯合效應，從而澄清若干Aurivillius層狀多鐵材料及鐵電/鐵磁異質結體系中磁介電效應的起源；通過亞矯頑場下的交流介電回響，揭示了(Pb,Sr)TiO3鐵電薄膜在亞矯頑場下宏疇-納米微疇的轉變和熱致疇壁解釘扎之間的相互競爭過程；通過介電頻譜揭示SMO薄膜中氧空位和Jahn-Teller極化子的相互關聯；獲得若干鐵性材料的電子-聲子耦合、極化子元激發產生及輸運動力學機制及帶-帶躍遷吸收及帶尾吸收行為規律;通過B位摻雜擴寬六角鐵氧體磁致鐵電自旋相的範圍及相變溫度；證實氧空位和Mn4+-Mn3+之間的雙交換作用會導致應力狀態下的外延單晶(001)SMO超薄膜出現鐵磁性。
