شکل 1. BiMn در دمای اتاق 3کروم 4O12سایت دستور ساختار پروسکایت کریستال (گروه فضای IM-3)، و (ب) الگوی پراش تابش سنکروترون اشعه X است.
شکل 2.BiMn 3کروم 4O12یک سری از نتایج مغناطیسی آزمون (الف) و حساسیت کوری آن - قانون وایس اتصالات؛ (ب) گرمای خاص ثابت دی الکتریک؛ (ج) شدت قطبی پیروالکتریک؛ (د) منحنی مغناطش ؛ (ه) پیروالکتریک برودتی؛ (ج) قدرت در دمای پایین از الکترود.
شکل 3.BiMn
3کروم
4O
12حلقه هیسترزیس در دماهای مختلف یک قطبش بزرگ الکتریکی نشان می دهد.
شکل 4. میدان مغناطیسی زوج BiMn
3کروم
4O
12مقررات جابجایی الکتریکی یک اثر جفتی قوی مغناطیس الکتریکی را نشان می دهد.
شکل 5.BiMn
3کروم
4O
12نمودار فاز مغناطیسی در دماهای مختلف. PM = پارامغناطیس، PE = paraelectric، FE = یک فروالکتریک، MF = چند آهن است.
مواد مغناطیسی چند آهن اشاره به یک کلاس از مواد چند منظوره با داشتن هر دو مرتبه مغناطیسی الکترود به منظور، با استفاده از دو همزیستی دستور داد و اتصال متقابل، میدان مغناطیسی می تواند تنظیم الکترود رسیدن و یا تغییر خواص میدان مغناطیسی است. چندفروئیک به عنوان سیستم های مواد با مواد اسپینترونیک مهم امیدوار به طور گسترده ای مورد مطالعه قرار گرفته است، برای حافظه اطلاعات نسل بعدی، سیگنال پردازنده مایکروویو قابل تنظیم، سنسورهای فوق العاده حساس مغناطیسی است. بسته به منشاء الکترود انتظار می رود، ممکن است مواد است به کثرت اول مبتنی بر آهن چند آهن و مبتنی بر آهن چند دوم تقسیم شده است. در نوع اول مواد چند آهن، قطبش فروالکتریک و سفارش مغناطیسی از ریشه های مختلف، اگر چه این مواد و به همین دلیل قدرت الکترود ممکن است از آن خواهد شد نسبتا بزرگ است، اما یک الکترود کوچک کوپلینگ مغناطیسی از نوع دوم از مواد چند آهن است که توسط یک پیکربندی چرخش ویژه ناشی از تقارن وارون فضایی شکسته، و در نتیجه این مواد دارای کوپلینگ مغناطیسی قوی، متاسفانه ، الکترود است که اغلب شدت ضعیف برنامه های کاربردی واقعی نیاز به مواد به یک الکترود بزرگ و یک شدت قوی اثر کوپلینگ مغناطیسی داشته باشد، اما حضور این سازگاری در تک فاز مواد چند آهن معمولی دشوار است. توسط در حال جستجو برای مواد چندفروئیک تک فاز با عملکرد عالی از هر دو مسائل علمی فوری و به چالش کشیدن.
به تازگی، موسسه فیزیک، آکادمی علوم چین / آزمایشگاه ملی پکن برای فیزیک ماده چگال (تراشه) شدید آزمایشگاه شرایط فیزیکی تیم EX6 از محققان بلند ون تیم تحقیقاتی، اولین بار آماده سازی دما و فشار بالا با استفاده از یک تکنولوژی منحصر به فرد است که یک سایت دستور پروسکایت ساختار BiMn 3کروم 4O12سیستم، و به ندرت پیدا می شود که مواد تک فاز دارای هر دو قطبش بزرگ الکتریکی و جفت الکترومغناطیسی قوی است.
مطالعات قبلی نشان داد که A-سایت پروسکایت از AA'3B4O12 فرمول دستور داد، چون A 'و کمی کمی کمی B جای گذار یون های فلزی، و بنابراین ممکن است ساختار و خواص مغناطیسی از مواد با انتخاب یک ترکیب مناسب از یون تنظیم ، در نتیجه القای چندفروئیک مغناطیسی است. تحت هدایت این ایده، محققان طراحی یک سایت جدید سفارش داده مواد پروسکایت BiMn 3کروم 4O12و اولین برای به دست آوردن یک ترکیب در فشار بالا و درجه حرارت و شرایط تجربی 1100C 8GPa توسط حساسیت، مغناطش، گرمای ویژه، ثابت دی الکتریک، قطبش الکتریکی، حلقه پسماند، میکروسکوپ الکترونی با وضوح بالا، تابش سینکروترون پراش پرتو X و طیف جذب، و یک سری از خصوصیات نوترون یکپارچه ساختار پراش و تست های فیزیکی، و محاسبه اول اصول را موظف به نظریه، محققان یک مطالعه دقیق از سیستم انجام شده است. به عنوان درجه حرارت کاهش می یابد، در BiMn 3کروم 4O12135K در یک فروالکتریک دمای گذار فاز از تغییر فاز را تجربه به دلیل دلبستگی چرخش دستور داد مواد تشکیل شده است، به طوری که انتقال فاز فروالکتریک صرف نظر از سفارش مغناطیسی، دمای پایین بیشتر نتایج تابش سنکروترون اشعه ایکس پالایش و محاسبات نظری نشان می دهد که، بی 3+اثر الکترون یون انفرادی علت انتقال فاز فروالکتریک است. فروالکتریک دمای گذار فاز ممکن است مشاهده یک حلقه هیسترزیس قابل توجه و سرب (از نوع دوم چندفروئیک شدت قطب بزرگ کلاسیک ماده دو مرتبه است.) هنگامی که درجه حرارت به 125K کاهش می یابد، BiMn 3کروم 4O12پس از عبور از یک فاز antiferromagnetic، پراش نوترون ثابت کرد که انتقال آنتیفرومغناطیسی ناشی از سایت C Cr 3+نظم و انعطاف پذیری در برابر طوفان مغناطیسی طولانی مدت یونیک، و A 'کمی از Mn 3+یون مرتبه مغناطیسی تشکیل شده است. در 125K یا کمتر، دوربرد مغناطیسی و همزیستی الکترود آهن، اما الکترود تغییر فاز سفارش پادفرومغناطیسی، و در نتیجه مواد را تشویق کند که به یک دسته اول داشتن یک کثرت آهن زیادی از قدرت الکترود فاز هنگامی که درجه حرارت به کاهش به 48K، یک Mn3 + یون سایت نیز به دست آورد ز دوربرد سفارش پادفرومغناطیسی، و یک سایت و B-سایت یون Mn3 + کروم 3+اسپین دستور داد نتایج ساختار در شکل گیری با ترکیب یون قطبی گروه نقطه مغناطیسی، می توانید تقارن وارون فضایی را بشکند. بنابراین، هنگامی که انتقال فاز ضد فرومغناطیس ناشی از 48K دیگر انتقال فاز فروالکتریک همراه با کوپلینگ مغناطیسی قوی اثرات رخ می دهد، این بار در همان زمان ماده ارائه نوع دوم فاز چند آهن است، بنابراین، دمای پایین BiMn 3کروم 4O12شامل هر دو یک نوع اول و شامل کثرت دوم آهن به مبتنی بر آهن چند مرحله، به طوری که قطبش الکتریکی بزرگ و اثر کوپلینگ مغناطیسی قوی به طور همزمان در این تک فاز مواد چند آهن به دست آورد، شکستن دو اثر قبلی تنگناها غیر قابل مقایسه در مواد تک فاز، استفاده بالقوه از مواد چندفروشی را در اختیار دارند.
نتایج تحقیقات در مورد مواد پیشرفته منتشر شده، و داخل جلد انتخاب شد. کار پژوهش همکاری گسترده با همتایان داخلی و خارجی، محاسبات نظری و همکاری دانشگاه جنوب شرقی استاد دونگ شوای، پراش پودر نوترون و آزمایشگاه ملی اوک ریج، دکتر شده H. کائو، همکاری S. کالدر، تابش سنکروترون پراش اشعه X و همکاری گروه تحقیقاتی کیوتو استاد دانشگاه Y. Shimakawa و الکترونی میکروسکوپ موسسه تحقیقات توکیو از M. آزوما همکاری گروه مطالعه استاد فناوری، محقق در موسسه CAS فیزیک، خورشید یانگ، Chai Yisheng، محقق وابسته، بحث مفیدی در مورد این کار داشت.
تحقیقات از حمایت وزارت علوم و فناوری، بنیاد ملی علوم طبیعی چین، آکادمی علوم چینی و غیره به دست آورده است.
