搜索

x

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

应变作用下量子顺电材料EuTiO3的磁电性质

周文亮 夏坤 许达 仲崇贵 董正超 方靖淮

应变作用下量子顺电材料EuTiO3的磁电性质

周文亮, 夏坤, 许达, 仲崇贵, 董正超, 方靖淮
PDF
导出引用
  • 由于磁性和介电性质的强烈耦合, 量子顺电材料EuTiO3材料的研究近来倍受人们的关注. 本文通过运用基于密度泛函理论的第一性原理计算研究了量子顺电(PE) 材料EuTiO3的磁性和电子结构, 分析了应变对磁性和结构相变的作用, 从而探讨了该材料中可能的磁电耦合机理. 结果发现, 在无应变状态下, EuTiO3处于顺电立方-G型反铁磁性态, 而对于c轴方向的无论张应变还是压应变, 当应变增加到一定程度时, 由于Ti 3d空轨道与周围O 2p 电子的杂化平衡被打破, EuTiO3将相变到铁电( FE) 四方-铁磁结构, 显示了强烈的自旋-晶格耦合效应.
    • 基金项目: 国家自然科学基金 (批准号: 10974104, 50832002), 江苏省教育厅青蓝工程和 南通大学博士 科研 启动基金资助的课题.
    [1]

    Ramesh R, Spaldin N A 2007 Nature Mater 6 21

    [2]

    Wang K F, Liu J M, Ren Z F 2009 Adv. Phys. 58 321

    [3]

    Ma J, Hu J M, Li Z, Nan C W 2011 Adv. Mater. 23 1062

    [4]

    Lee J H, Rabe K M 2010 Phys. Rev. Lett. 104 207204

    [5]

    Zhong C G, Jiang Q, Fang J H, Jiang X F, Luo L J 2009 Acta Phys. Sin. 58 7227 (in Chinese) [仲崇贵, 蒋青, 方靖淮, 江学范, 罗礼进 2009 物理学报 58 7227]

    [6]

    Katsufuji T, Takagi H 2001 Phys. Rev. B 64 054415

    [7]

    Jiang Q, Wu H 2003 J. Appl. Phys. 93 2121

    [8]

    Jiang Q, Wu H 2002 Chin. Phys. 11 1303

    [9]

    Shvartsman V V, Borisov P, Kleemann W, Kamba S, Katsufuji T 2010 Phys. Rev. B 81 064426

    [10]

    Kamba S, Nuzhnyy D, Vaněk P, Savinov M, Knek K, Shen Z, Šantavá E, Maca K, Sadowski M, Petzelt J 2007 Europhys. Lett. 80 27002

    [11]

    Fennie C J, Rabe K M 2006 Phys. Rev. Lett.97 267602

    [12]

    Lee J H, Fang L, Vlahos E, Ke X, Jung Y W, Kourkoutis L F, Kim J W, Ryan P J, Heeg T, Roeckerath M, Goian V, Bernhagen M, Uecker R, Hammel P C, Rabe K M, Kamba S, Schubert J, Freeland J W, Muller D A, Fennie C J, Schiffer P, Gopalan V, Johnston-Halperin E, Schlom D G 2010 Nature 466 954

    [13]

    Sushkov A O, Eckel S, Lamoreaux S K 2010 Phys. Rev. A 81 022104

    [14]

    Rushchanskii K Z, Kamba S, Goian V, Vanek P, Savinov M, Prokleska J, Nuzhnyy D, Knzek K, Laufek F, Eckel S, Lamoreaux S K, Sushkov A O, Lezaic M, Spaldin N A 2010 Nature Mater. 9 649

    [15]

    van Mechelen J L M, van der Marel D, Crassee I, Kolodiazhnyi T 2011 Phys. Rev. Lett. 106 217601

    [16]

    Morozovska A N, Glinchuk M D, Behera R K, Zaylichniy B Y, Deo C S, Eliseev E A 2011 arXiv: 1107.1785

    [17]

    Li T X, Zhang M, Wang G M, Guo H R, Li K S, Yan H 2011 Acta Phys. Sin. 60 087501 (in Chinese) [李廷先, 张铭, 王光明, 郭宏瑞, 李扩社, 严辉 2011 物理学报 60 087501]

    [18]

    Hlinka J, Ostapchuk T, Nuzhnyy D, Petzelt J, Kuzel P, Kadlec C, Vanek P, Ponomareva I, Bellaiche L 2008 Phys. Rev. Lett. 101 167402

    [19]

    Choi K J, Biegalski M, Li Y L, Sharan A, Schubert J, UeckerR, Reiche P, Chen Y B, Pan X Q, Gopalan V, Chen L Q, Schlom D G and Eom C B 2004 Science 306 1005

    [20]

    Xue W D, Chen Z Y, Yang C, Li Y R 2005 Acta Phys. Sin. 54 857 (in Chinese) [薛卫东, 陈召勇, 杨春, 李言荣 2005 物理学报 54 857]

    [21]

    Ranjan R, Nabi H S and Pentcheva R 2007 J Phys: Condens Matter. 19 406217

    [22]

    Yang J J, Zhao Y G, Tian H F, Luo L B, Zhang H Y, He Y J, Luo H S 2009 Appl. Phys. Lett. 94 212504

    [23]

    Sondena R, Ravindran P, Stonlen S, Grande T, Hanfland M 2006 Phys. Rev. B 74 144102

    [24]

    Ravindran P, Kjekshus A, Fjellvåg H, Delin A and Eriksson O 2002 Phys. Rev. B 65 06445

    [25]

    Blochl P E 1994 Phys. Rev. B 50 17953

    [26]

    Kresse G, Joubert D 1999 Phys. Rev. B 59 1758

    [27]

    Perdew J P, Burke K, Ernzerhof M 1996 Phys. Rev. Lett. 77 3865

  • [1]

    Ramesh R, Spaldin N A 2007 Nature Mater 6 21

    [2]

    Wang K F, Liu J M, Ren Z F 2009 Adv. Phys. 58 321

    [3]

    Ma J, Hu J M, Li Z, Nan C W 2011 Adv. Mater. 23 1062

    [4]

    Lee J H, Rabe K M 2010 Phys. Rev. Lett. 104 207204

    [5]

    Zhong C G, Jiang Q, Fang J H, Jiang X F, Luo L J 2009 Acta Phys. Sin. 58 7227 (in Chinese) [仲崇贵, 蒋青, 方靖淮, 江学范, 罗礼进 2009 物理学报 58 7227]

    [6]

    Katsufuji T, Takagi H 2001 Phys. Rev. B 64 054415

    [7]

    Jiang Q, Wu H 2003 J. Appl. Phys. 93 2121

    [8]

    Jiang Q, Wu H 2002 Chin. Phys. 11 1303

    [9]

    Shvartsman V V, Borisov P, Kleemann W, Kamba S, Katsufuji T 2010 Phys. Rev. B 81 064426

    [10]

    Kamba S, Nuzhnyy D, Vaněk P, Savinov M, Knek K, Shen Z, Šantavá E, Maca K, Sadowski M, Petzelt J 2007 Europhys. Lett. 80 27002

    [11]

    Fennie C J, Rabe K M 2006 Phys. Rev. Lett.97 267602

    [12]

    Lee J H, Fang L, Vlahos E, Ke X, Jung Y W, Kourkoutis L F, Kim J W, Ryan P J, Heeg T, Roeckerath M, Goian V, Bernhagen M, Uecker R, Hammel P C, Rabe K M, Kamba S, Schubert J, Freeland J W, Muller D A, Fennie C J, Schiffer P, Gopalan V, Johnston-Halperin E, Schlom D G 2010 Nature 466 954

    [13]

    Sushkov A O, Eckel S, Lamoreaux S K 2010 Phys. Rev. A 81 022104

    [14]

    Rushchanskii K Z, Kamba S, Goian V, Vanek P, Savinov M, Prokleska J, Nuzhnyy D, Knzek K, Laufek F, Eckel S, Lamoreaux S K, Sushkov A O, Lezaic M, Spaldin N A 2010 Nature Mater. 9 649

    [15]

    van Mechelen J L M, van der Marel D, Crassee I, Kolodiazhnyi T 2011 Phys. Rev. Lett. 106 217601

    [16]

    Morozovska A N, Glinchuk M D, Behera R K, Zaylichniy B Y, Deo C S, Eliseev E A 2011 arXiv: 1107.1785

    [17]

    Li T X, Zhang M, Wang G M, Guo H R, Li K S, Yan H 2011 Acta Phys. Sin. 60 087501 (in Chinese) [李廷先, 张铭, 王光明, 郭宏瑞, 李扩社, 严辉 2011 物理学报 60 087501]

    [18]

    Hlinka J, Ostapchuk T, Nuzhnyy D, Petzelt J, Kuzel P, Kadlec C, Vanek P, Ponomareva I, Bellaiche L 2008 Phys. Rev. Lett. 101 167402

    [19]

    Choi K J, Biegalski M, Li Y L, Sharan A, Schubert J, UeckerR, Reiche P, Chen Y B, Pan X Q, Gopalan V, Chen L Q, Schlom D G and Eom C B 2004 Science 306 1005

    [20]

    Xue W D, Chen Z Y, Yang C, Li Y R 2005 Acta Phys. Sin. 54 857 (in Chinese) [薛卫东, 陈召勇, 杨春, 李言荣 2005 物理学报 54 857]

    [21]

    Ranjan R, Nabi H S and Pentcheva R 2007 J Phys: Condens Matter. 19 406217

    [22]

    Yang J J, Zhao Y G, Tian H F, Luo L B, Zhang H Y, He Y J, Luo H S 2009 Appl. Phys. Lett. 94 212504

    [23]

    Sondena R, Ravindran P, Stonlen S, Grande T, Hanfland M 2006 Phys. Rev. B 74 144102

    [24]

    Ravindran P, Kjekshus A, Fjellvåg H, Delin A and Eriksson O 2002 Phys. Rev. B 65 06445

    [25]

    Blochl P E 1994 Phys. Rev. B 50 17953

    [26]

    Kresse G, Joubert D 1999 Phys. Rev. B 59 1758

    [27]

    Perdew J P, Burke K, Ernzerhof M 1996 Phys. Rev. Lett. 77 3865

  • 引用本文:
    Citation:
计量
  • 文章访问数:  3746
  • PDF下载量:  753
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2011-08-02
  • 修回日期:  2012-05-10
  • 刊出日期:  2012-05-05

应变作用下量子顺电材料EuTiO3的磁电性质

  • 1. 南通大学理学院, 南通 226007;
  • 2. 苏州大学物理科学与技术学院, 苏州 215006
    基金项目: 

    国家自然科学基金 (批准号: 10974104, 50832002), 江苏省教育厅青蓝工程和 南通大学博士 科研 启动基金资助的课题.

摘要: 由于磁性和介电性质的强烈耦合, 量子顺电材料EuTiO3材料的研究近来倍受人们的关注. 本文通过运用基于密度泛函理论的第一性原理计算研究了量子顺电(PE) 材料EuTiO3的磁性和电子结构, 分析了应变对磁性和结构相变的作用, 从而探讨了该材料中可能的磁电耦合机理. 结果发现, 在无应变状态下, EuTiO3处于顺电立方-G型反铁磁性态, 而对于c轴方向的无论张应变还是压应变, 当应变增加到一定程度时, 由于Ti 3d空轨道与周围O 2p 电子的杂化平衡被打破, EuTiO3将相变到铁电( FE) 四方-铁磁结构, 显示了强烈的自旋-晶格耦合效应.

English Abstract

参考文献 (27)

目录

    /

    返回文章
    返回