铁电效应控制铁磁性金属薄膜磁学性质的第一性原理研究

铁电磁材料(multiferroic)是一种同时拥有铁电和铁磁性质的特殊功能型材料。发展这类材料的一个重要驱动力是试图在常温下通过电压（电场）改变磁性介质的磁学性质如磁晶各向异性等,从而实现高密度，小体积，易携带，高速度的信息存储处理及各类感应型智能材料。室温下具有铁电磁性质的单一化合物十分少见，2006年我们通过理论计算发现在铁电体（如钛酸钡）和3d过渡金属（如铁）的复合结构中存在较强磁电效应，这就为新型铁电磁材料的寻找和制备揭示了新方向，该工作在当年的Phys. Rev. Lett.上发表。本项目计划继续深化这个方向上的研究，利用第一性原理方法，通过计算复合铁电磁薄膜在铁电极化反转前后磁晶各向异性能的改变，期望找到合适的材料组合最终实现磁性薄膜在电压控制下的磁化方向改变甚至反转。这项研究不但有助于了解物质性质间的相互作用，更有着直接的实际应用价值。