量子顺电体中铁电序与量子涨落的竞争与调控研究

量子顺电体/铁电体中量子涨落与铁电序之竞争是凝聚态物理系统量子调控研究的良好对象，也是揭示与量子相变关联的新效应和潜在应用的重要课题。本项目关注发展调控量子顺电体中量子临界涨落与铁电序的物理方法，通过调控内禀与外部参量实现对材料物性的调控，揭示新的物理效应。深刻理解量子临界区域内序参量涨落竞争的物理机制，合成新的量子顺电材料。注重与多铁性中自旋涨落相关联的量子相变，探索量子涨落区域内的磁电响应规律。重视低维量子顺电体中量子临界涨落与维度的关系，揭示与铁电序的竞争规律。项目将以实验探索为重点，以理解量子临界涨落的物理机制为主线，结合理论模型与第一性原理计算，对量子顺电性及其量子调控行为进行深入研究。

本项目运行的基本目标是发展调控量子顺电体中量子临界涨落与铁电序的物理方法。理解量子临界区域内序参量涨落竞争的物理机制，合成新的量子顺电材料。通过三年的工作，项目在如下几个方面取得重要进展：(1) 揭示了内秉掺杂对STO稳定性的复杂影响，其中Ba/Ca掺杂对晶格内部应变场的调控并非如前人预期那样简单地表现为铁电性增强和量子顺电削弱。(2) 通过对TbMnO3体系Mn位实施Ru掺杂，获得了具有显著量子顺电行为的多铁性体系。(3) 揭示了Sr/Ti非化学计量比会显著影响STO的量子顺电性，引入铁电序并导致超顺磁性。(4) 发展了Ca掺杂STO中铁电序与量子涨落竞争的横场Ising理论。项目三年完成标注资助论文大约有30余篇，其中APL论文3篇、AM文章1篇、PRB文章3篇。这些论文被引次数已经超过100次。