Abbildung 1. BiMn bei Raumtemperatur 3Cr 4O12A-Stelle geordnete Perowskit-Kristallstruktur (Raumgruppe Im-3) und (b) Synchrotronstrahlungs-Röntgenbeugungsmuster.
Abbildung 2.BiMn 3Cr 4O12. Eine Reihe von magnetischen Testergebnissen (a) und ihre Anfälligkeit Curie - Weiss Rechts Verschraubung, (b) die spezifische Wärme des Dielektrizitätskonstante, (c) die pyroelektrische Polarisation Intensität, (d) Magnetisierungskurve (e) pyroelektrische niedrige Temperatur, (f) niedrige elektrische Temperaturpolarisation.
Abbildung 3.BiMn
3Cr
4O
12Die Hystereseschleife bei verschiedenen Temperaturen zeigt eine große elektrische Polarisation.
Abbildung 4. Magnetfeldpaar BiMn
3Cr
4O
12Die Regulierung der Elektroabscheidung zeigt einen starken magneto-elektrischen Kopplungseffekt.
Abbildung 5.BiMn
3Cr
4O
12Magnetoelektrisches Phasendiagramm bei verschiedenen Temperaturen PM = paramagnetisch, PE = paraelektrisch, FE = ferroelektrisch, MF = ferroelektrisch.
Multi-magnetisches Eisenmaterial bezieht sich auf eine Klasse von multifunktionellen Material, das sowohl magnetische Ordnung der Elektrode aufweist, um unter Verwendung von zwei geordneten Koexistenz und die gegenseitige Kopplung, die Magnetfeld Regulierung der Elektrode erreichen kann, oder die Magnetfeldeigenschaften ändern. Multiferroische als Materialsysteme Materialien Spintronik wichtige versprechend weitgehend untersucht, mit der nächsten Generation Informationsspeicher erwartet wird, den Signalprozessor abstimmbaren Mikrowellen, hochempfindliche magnetische Sensoren. auf den Ursprung der Elektrode abhängig, sein kann das Material wird in eine erste Vielzahl von auf Eisen basierenden Mehr Eisen und Eisen-basierten Multi zweiten geteilt. in dem ersten Typ Mehreisenmaterial, die ferroelektrische Polarisation und magnetische Ordnung unterschiedlicher Herkunft, obwohl solche Materialien und damit die Festigkeit der Elektrode kann es wird relativ groß sein, aber eine kleine magnetische Kopplungselektrode der zweiten Art von Multi-Eisenwerkstoff wird durch eine spezielle Spin-Konfiguration verursacht durch Rauminversionssymmetrie, und deshalb haben diese Materialien eine starke magnetische Kopplung aufgebrochen, leider ist die Elektrode häufig schwache Intensität tatsächliche Anwendungen erfordern Materialien auch eine große Elektrode und einen starke Intensität magnetischen Kopplungseffekt haben, aber das Vorhandensein dieser Kompatibilität ist in dem herkömmlichen einphasigen Mehreisenmaterial schwierig. durch Such nach einphasigen multiferroischen Materialien mit der hervorragenden Leistung sowohl den dringenden und herausfordernden wissenschaftlichen Probleme.
das Institut für Physik der Chinesischen Akademie der Wissenschaften / Beijing National Laboratory für Physik der kondensierten Materie (Chips) Labor extremen physikalischen Bedingungen EX6 Forscherteam Lang wen Forscherteam, das erste Mal vor kurzem die Herstellung von hoher Temperatur und Druck eine einzigartige Technologie hat die A-Stelle bestellt Perowskit Struktur des BiMn 3Cr 4O12System, und fand heraus, dass das seltene einphasiges Material zusammen mit einer großen elektrischen Polarisation und magnetischem Kopplungseffekt.
Frühere Studien zeigten, dass die A-Stelle Perowskit der Formel AA'3B4O12 geordnet, weil A ‚und B-Bit Bit die Übergangsmetallionen aufnehmen und damit Struktur reguliert werden kann und die magnetischen Eigenschaften der Materialien durch eine geeignete Kombination von Ionenauswahl , wodurch magnetische multiferroischen induzieren. unter der Leitung von dieser Idee entwarfen die Forscher eine neue a-Website Perowskitmaterialien bestellt BiMn 3Cr 4O12Und die erste, die die Verbindung bei hohem Druck und Temperatur und 1100C experimentellen Bedingungen 8GPa Durch Suszeptibilität, Magnetisierung, die spezifische Wärme, die Dielektrizitätskonstante, elektrische Polarisation, Hystereseschleife, hochauflösende Elektronenmikroskopie, Synchrotronstrahlung Röntgenbeugung zu erhalten und Absorptionsspektren sowie eine Reihe von integrierten Neutronenbeugungsstruktur Charakterisierung und physikalischen Tests, und der erste-Prinzipien Berechnung durch die Theorie gebunden, führten die Forscher eine detaillierte Studie des Systems., wenn die Temperatur abnimmt, in BiMn 3Cr 4O12135K erlebte in einer ferroelektrischen Phasenübergangstemperatur der Phasenänderung aufgrund Befestigungsspin Material bestellt nicht gebildet worden ist, so daß der ferroelektrische Phasenübergang unabhängig von der magnetischen Ordnung, ein weiteres Niedertemperaturröntgen Synchrotronstrahlung Verfeinerungs Ergebnisse und theoretische Berechnungen zeigen, dass, Bi 3+Einsames Elektronenioneneffekt ist die Ursache des ferroelektrischen Phasenüberganges. Die ferroelektrischen Phasenübergangstemperatur eine erhebliche Hystereseschleife beobachtet werden kann, und Blei (als die klassische zweiten Typs multiferroischen große Polarisationsintensität Material mit einer großen zwei Grßenordnungen)., wenn die Temperatur verringert wird, um 125K, BiMn 3Cr 4O12Bei einem antiferromagnetischen Phasenübergang zeigte die Neutronenbeugung, dass der antiferromagnetische Übergang von der B-Cr-Stelle stammt 3+G- Typ ion antiferromagnetische Fernordnung, während A ‚Bits Mn 3+Ion nicht magnetische Ordnung gebildet. In 125K oder weniger weitreichenden magnetische Ordnung und Koexistenz der Eisenelektrode, sondern die Elektrode nicht antiferromagnetische Ordnung Phasenänderung herbeizuführen, und daher das Material in eine erste Kategorie eine große Eisen Vielzahl von Elektrodenfestigkeit Phase, wenn die Temperatur auf 48 K, eine Seite und B-Seite Mn3 + Ionen Cr weiter abnimmt ‚Mn3 + -Ion Seiten auch große Reichweite antiferromagnetische Ordnung und der a erreicht G‘ 3+Spin geordnete Struktur führt zu der Bildung der Zusammensetzung der Ionen polarisierten Magnetpunktgruppe kann die Raum Inversionssymmetrie durchbrechen. Wenn somit der anti-ferromagnetische Phasenübergang induziert 48K eine weitere ferroelektrische Übergangsphase durch eine starke magnetische Kopplung begleitet Der Effekt tritt auf, diesmal stellt das Material gleichzeitig den zweiten Typ einer Mehreisenphase dar. Somit ist das Niedrigtemperatur-BiMn 3Cr 4O12Umfasst sowohl einen ersten Typen ist und eine zweite Mehrzahl von Eisen zu Eisen basierenden mehrphasigen, so daß eine große elektrische Polarisation und starker magnetischen Kopplungseffekt gleichzeitig in diesem einphasigen Mehreisenmaterial erreicht, die vorhergehenden zwei Effekte zu brechen Unvergleichliche Engpässe in einphasigen Materialien treiben den potenziellen Einsatz von multiferroischen Materialien voran.
Forschungsergebnisse in Advanced Materials veröffentlicht und wurde gewählt Innentitel. Die Forschungsarbeit wurde eine umfassende Zusammenarbeit mit in- und ausländischen Kollegen, theoretische Berechnungen und Southeast University Professor Dong Shuai Zusammenarbeit, Neutronenpulverdiffraktometrie und Oak Ridge National Laboratory, Dr. H. Cao, S. Calder Zusammenarbeit, Synchrotronstrahlung Röntgenbeugung und Kyoto University Professor Y. Shimakawa Forschungsgruppe Zusammenarbeit und Tokyo Elektronenmikroskopie Research Institute of Technology Professor M. Azuma Studiengruppe Zusammenarbeit, Forscher am CAS-Institut für Physik, Sun Yang, Associate Forscher Chai Yisheng hielt eine nützliche Diskussion über die Arbeit.
Forschung hat die Unterstützung des Ministeriums für Wissenschaft und Technologie, der National Natural Science Foundation von China, der Chinesischen Akademie der Wissenschaften und so weiter gewonnen.
