鐵磁相變中晶體結構變化的研究

《鐵磁相變中晶體結構變化的研究》是依託西安交通大學，由楊森擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：鐵磁相變中晶體結構變化的研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：楊森
• 依託單位：西安交通大學

中文摘要

鐵磁體的鐵磁相變普遍被認為僅是一個純磁性相變，而其晶體結構（或晶體對稱性）不發生任何變化，現有的大量普通X射線晶體衍射分析數據也表明磁性相變不涉及結構變化。而我們最近的高精度同步輻射X射線晶體衍射實驗表明：磁性相變亦是一晶體結構的相變；鐵磁相變之所以被認為無晶體結構變化，是因為沒有考慮到X射線衍射儀的最小解析度。在此研究基礎之上，本項目提出對鐵磁相變中晶體結構變化進行研究，從巨觀、介觀和微觀三個層次闡述鐵磁相變中結構的變化：即在巨觀上建立磁致伸縮過程與晶體結構對應關係；在介觀上原位觀察磁疇在磁場下的運動對應於何種晶體結構的變化；在微觀上闡明鐵磁相變中結構變化的起源。此外，通過本項目的研究可為尋找具有高磁回響（如巨磁致伸縮、巨磁熱效應等）材料提供理論依據。因此，研究鐵磁相變中晶體結構的變化具有豐富的科學內涵和重要的研究價值。

結題摘要

鐵磁體的鐵磁相變普遍被認為僅是一個純磁性相變，而其晶體結構（或晶體對稱性）不發生任何變化，現有的大量普通X 射線晶體衍射分析數據也表明磁性相變不涉及結構變化。而我們最近的高精度同步輻射X 射線晶體衍射實驗表明：磁性相變亦是一晶體結構的相變；鐵磁相變之所以被認為無晶體結構變化，是因為沒有考慮到X 射線衍射儀的最小解析度。因此，本項目在前期研究基礎之上提出對鐵磁相變中晶體結構變化進行研究，從巨觀、介觀和微觀三個層次闡述鐵磁相變中結構的變化。通過三年的研究，得到如下幾個重要結論： （1）從巨觀層次上研究磁致伸縮效應與鐵磁體晶體結構變化的關係。通過對鐵磁體磁致伸縮的測量和同步輻射X 射線衍射結果的對照，建立鐵磁體磁致伸縮過程對應於何種晶體結構的變化。 （ 2）從介觀層次上研究磁疇在技術磁化過程中與鐵磁體晶體結構變化的關係。通過在磁場下對相應鐵磁體進行原位同步輻射X 射線衍射測量，建立技術磁化過程中（疇壁移動和磁矩轉動）對應於何種晶體結構的變化。 （3）從微觀層次上闡述鐵磁相變中結構變化的起源。通過對鐵磁體的磁矩與其晶格間磁彈耦合作用的研究，力求建立磁 － 結構相變的微觀模型，從而為尋找具有高磁回響材料提供有效途徑和理論依據。本項目共發表論文26篇，其中SCI收錄25篇，包括Physical Review B 1篇，Applied Physics Letters 4篇，Journal of Applied Physics 4篇，2013年受邀在Chinese Physics B發表Top review文章1篇。項目組成員國內外學術會議10次，其中包括1次國際會議邀請報告，5次國內會議邀請報告。同時，本項目產生的研究成果作為“基於缺陷調控的鐵性智慧型材料新物理效應”的重要組成部分，2013年獲教育部高等學校科學研究優秀成果獎自然科學一等獎。