电荷有序锰氧化物的磁电耦合效应

• 作 者: 邹涛
• 机 构: 中国科学院大学
• 出 处: 中国科学院研究生院 中国科学院大学
• 发表日期: 2012年期
• 关键词: 多铁性材料 磁电耦合效应 半掺杂锰氧化物 调控作用

理论研究表明,半掺杂锰氧化物La0.5Ca0.5MRO3在电荷有序的反铁磁转变温度以下很可能存在由于电荷有序导致的电偶极矩以及磁电耦合效应。本论文主要围绕多铁性相关的测试测量手段的研制以及相应的实验测量展开。另外,实验研究了坡莫合金(Py)/铌(Nb)超导/铁磁三层膜异质结构中,超导态的Nb层对坡莫合金铁磁层磁矩的调控作用。主要工作如下:　　
基于Quantum Design公司的:Physical Property Measurement System(PPMS)平台,研制了以磁电耦合效应测试为主的多功能测试系统。该系统可以在2 K～400 K温度范围和-14 T～14 T磁场范围内,测量样品的介电常数温度曲线、磁电容效应、介电驰豫、热释电效应、磁释电效应、动态磁电耦合系数等多个表征样品铁电性以及磁电耦合效应的重要参数。　　
利用上述搭建的测试系统,对理论预言的L2L0.5Ca0.5MnO3中可能存在的多铁性与磁电耦合效应开展了一系列的测量工作:通过测量介电常数温度曲线,发现在电荷有序的反铁磁转变温度,样品的介电常数出现了不随频率变化的本征宽峰,标志着局域化的电偶极矩的出现;通过测试磁电耦合系数,发现样品在电荷有序的反铁磁转变温度以下,磁电耦合系数比反铁磁转变温度以上高出了两个数量级,同时,在强磁场下,当电荷有序被破坏时,磁电耦合系数急剧衰减。我们的测量结果为La0.5Ca0.5MnO3中电荷有序导致的磁电耦合效应提供了很好的实验证据。实验同时发现L2L0.5Ca0.5MnO3中存在磁电阻引起的非本征的庞磁电容效应。　　
另外,实验研究了铌(Nb)/坡莫合金(Py)/铌(Nb)铁磁/超导三层膜异质结构中超导电性对铁磁性的影响:实验发现Nb/Py/Nb的三层膜体系在从正常态降温到超导态然后再升温至正常态之后,铁磁层的磁化强度较初始状态有约1%的降低,这一结果表明超导态的抗磁性可以有效地影响表面铁磁体的磁矩取向。