【摘 要】
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磁有序和铁电序耦合关联的磁电耦合多铁性材料,因其潜在的应用前景受到人们的广泛关注。Y-型六角铁氧体,因为存在可调控的螺旋磁结构且其电极化来自于磁有序,因此有望成为具
【出 处】
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中国科学院大学(中国科学院物理研究所)
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磁有序和铁电序耦合关联的磁电耦合多铁性材料,因其潜在的应用前景受到人们的广泛关注。Y-型六角铁氧体,因为存在可调控的螺旋磁结构且其电极化来自于磁有序,因此有望成为具有大磁电耦合效应的单相多铁性材料。本篇论文研究了几种Y-型六角铁氧体的磁电耦合效应,得到的主要结论如下:1. 系统研究了Co元素掺杂对Y-型六角铁氧体Ba0.3Sr1.7CoxMg2-xFe12O22磁电耦合性质的影响,发现对于所有样品其磁有序诱导的电极化均可被一个低磁场翻转。根据磁介电常数随外磁场变化的曲线得到了所有样品的磁电相图,发现Co元素可以使得样品铁电相在更高温度存在,因此有利于Y-型六角铁氧体实现室温磁电耦合效应。2. 研究了Sr和Ni元素掺杂对Y-型六角铁氧体Ba Sr Co2Fe11Al O22磁性及磁电耦合性质的影响,发现Sr元素掺杂对样品居里温度TC（约为760 K）和300 K的饱和磁化强度几乎没有影响。而Ni元素掺杂则使得样品饱和磁化强度降低。对于所有样品,其磁有序诱导的电极化均可被一个低磁场翻转,掺杂对样品的室温磁电耦合效应几乎没有影响。通过磁介电曲线得到了所有样品的磁电相图,发现Sr和Ni元素的掺杂均使得样品的铁电相边界往高磁场扩展。3. 发现了某些Y-型六角铁氧体的磁电耦合系数对直流外磁场非常敏感,产生了一种室温下巨磁电耦（giant magnetotranstance,GMT）效应。对于Y-型六角铁氧体Ba Sr Co2Fe11Al O22和Ba0.9Sr1.1Co2Fe11Al O22,当施加500 Oe外磁场时,其磁电耦合系数可以有几个数量级的改变。这种巨磁电耦效应可以和磁性多层膜中的巨磁阻效应相媲美,在磁场探测或者自旋电子器件方面很大的应用潜力。
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