界面对复合多铁性材料磁、电及磁电耦合性质影响的研究

器件小型化的发展导致人们对集电与磁性于一身的多铁性材料研究兴趣日益提高。目前寻找设计具有巨磁电耦合效应的复合多铁材料是研究者的主要任务。其中界面几何结构、成键等因素对其本征性质起关键作用。本项目首先从第一性原理计算出发，设计合理的理论模型，研究界面（（1）外加应力、应变，（2）界面成键及（3）成分梯度）对复合多铁性化合物磁、电及磁电耦合性质的影响规律。研究复合多铁材料中界面对磁电耦合效应的本征影响因素，为获得巨磁电耦合效应的复合多铁材料提供理论指导。同时采用激光脉冲沉积法来制备相应的复合层状薄膜材料，通过控制不同的反应条件获得不同结构的薄膜，并测定其电、磁及磁电耦合性质，从实验上获得结构-性能关系。进而与我们的理论研究相对照，揭示怎样通过精确控制成分、原子排布等界面结构获得具有巨磁电耦合效应复合多铁材料的微观机制。

多铁性材料是同时具有磁性及电性并磁、电之间存在耦合作用的一类新型功能材料。正是由于其存在的磁电耦合效应使其在现代信息领域具有非常诱人的应用前景。为了达到其真正应用的目的，人们必须获得高于室温并具有强磁电耦合作用的多铁性材料。目前人们的研究分为两大领域，一个是在单相材料中设计、寻求多铁性材料，另一个领域就是在复合材料中获得多铁性。本项目主要目的是针对复合多铁性材料中的界面效应进行研究，同时对于单相材料中的离子有序度对材料磁、电性能的研究也进行了系统的研究。本项目以A2BB’O6型双钙钛矿及A’A3B4O12型四钙钛矿为主要研究对象，研究结果表明界面上离子的无序、缺陷及由于晶格的失措都将对复合多铁性材料的磁、电性能产生重要影响；单相化合物中离子的反位无序是进行磁电性能调控和获得高于室温磁电多铁性材料的一个新途径。