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铋层状氧化物单晶薄膜多铁性研究进展

翟晓芳 云宇 孟德超 崔璋璋 黄浩亮 王建林 陆亚林

铋层状氧化物单晶薄膜多铁性研究进展

翟晓芳, 云宇, 孟德超, 崔璋璋, 黄浩亮, 王建林, 陆亚林
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  • 室温单相多铁材料非常稀缺,磁性元素掺杂的铋层状钙钛矿结构Aurivillius相氧化物是一类重要的单相室温多铁材料,但由于缺少单晶类样品,这一类多铁材料研究主要是围绕多晶类块体或者多晶薄膜展开,它们的磁、电等性能研究大都采用宏观探测方式,因此这类多铁材料的多铁性机理研究进行得非常困难.近年来在高质量单晶薄膜的基础上,研究了多种磁性元素掺杂和不同周期结构的铋层状氧化物多铁单晶薄膜.这些单晶薄膜在室温下大都具有层状面面内方向的铁电极化,以及比较小的室温磁化强度,低温区存在第二个磁性相变.通过X射线共振非弹性散射实验发现元素掺杂会改变金属和氧原子之间的氧八面体晶体场的劈裂,能够增强铁磁性.另一方面,通过极化中子反射实验发现薄膜主体的磁化强度远小于通常探测的宏观磁化强度,说明单晶薄膜中磁的来源及其磁电耦合机理和多晶块体很可能是不同的.铋层状单晶薄膜的多铁性对未来继续改善这类材料的多铁性能有很好的指导作用.
      通信作者: 翟晓芳, xfzhai@ustc.edu.cn;yllu@ustc.edu.cn ; 陆亚林, xfzhai@ustc.edu.cn;yllu@ustc.edu.cn
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:51627901)、国家重点基础研究发展计划(批准号:2012CB922000)、国家重点研发计划(批准号:2016YFA0401004,2017YFA0402904)、量子通信与量子计算机重大项目引导性项目(批准号:AHY100000)和中国科学院重大科技基础设施开放研究项目资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2018-06-12
  • 修回日期:  2018-07-01
  • 刊出日期:  2018-08-05

铋层状氧化物单晶薄膜多铁性研究进展

    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:51627901)、国家重点基础研究发展计划(批准号:2012CB922000)、国家重点研发计划(批准号:2016YFA0401004,2017YFA0402904)、量子通信与量子计算机重大项目引导性项目(批准号:AHY100000)和中国科学院重大科技基础设施开放研究项目资助的课题.

摘要: 室温单相多铁材料非常稀缺,磁性元素掺杂的铋层状钙钛矿结构Aurivillius相氧化物是一类重要的单相室温多铁材料,但由于缺少单晶类样品,这一类多铁材料研究主要是围绕多晶类块体或者多晶薄膜展开,它们的磁、电等性能研究大都采用宏观探测方式,因此这类多铁材料的多铁性机理研究进行得非常困难.近年来在高质量单晶薄膜的基础上,研究了多种磁性元素掺杂和不同周期结构的铋层状氧化物多铁单晶薄膜.这些单晶薄膜在室温下大都具有层状面面内方向的铁电极化,以及比较小的室温磁化强度,低温区存在第二个磁性相变.通过X射线共振非弹性散射实验发现元素掺杂会改变金属和氧原子之间的氧八面体晶体场的劈裂,能够增强铁磁性.另一方面,通过极化中子反射实验发现薄膜主体的磁化强度远小于通常探测的宏观磁化强度,说明单晶薄膜中磁的来源及其磁电耦合机理和多晶块体很可能是不同的.铋层状单晶薄膜的多铁性对未来继续改善这类材料的多铁性能有很好的指导作用.

English Abstract

参考文献 (61)

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