六角铁氧体中螺旋磁有序诱导的室温多铁性研究

磁电多铁材料在新型信息存储器件、传感器、换能器等领域有着广泛的应用前景。根据铁电性的起源不同，可以划分为不同的种类，其中有一类是由于螺旋磁有序诱导的铁电极化，称为螺磁多铁性。本项目将系统研究具有螺磁组态的六角铁氧体中的多铁性和磁电耦合效应，研究体系包括M、Y、Z型的锰基、锌基、钴基、镍基、钛基六角铁氧体等。通过磁性，电输运，介电，热释电，静态和动态的磁电耦合等宏观物性的测量，结合磁共振，中子散射等先进实验方法，研究螺磁组态的构型与多铁性关联的物理规律，以及化学掺杂对螺磁组态和磁电耦合效应的影响，阐明磁电耦合的微观机理，并通过外加物理场对螺磁组态的调控来实现室温下有效的正逆磁电耦合效应。

具有铁电性和铁磁性两者之间耦合效应的磁电多铁材料在电场读磁场写的新型信息存储器件、新型的传感器、换能器等领域有着广泛的应用前景。根据多铁性的起源不同，可以划分为不同的种类，其中有一类是由于螺旋磁有序诱导的铁电极化，称为螺磁多铁性。本项目系统研究了具有螺磁组态的六角铁氧体中的多铁性和磁电耦合效应，研究体系包括M、Y、Z型的钴基、钛基及其掺杂六角铁氧体等。主要研究结果和进展体现在以下四个方面：1）利用固态反应法和助熔剂法生长了系列M,Y,Z,W型六角铁氧体多晶和单晶材料。2）通过磁性，电输运，介电，静态和动态的磁电耦合等宏观物性的测量，结合磁共振等先进实验方法，研究了六角铁氧体中螺磁组态的构型与多铁性关联的物理规律。3）在Y,Z型铁氧体中观察到了室温附近的大磁电耦合效应，发现并阐明不同掺杂对螺磁组态和磁电耦合效应的影响. 4) 通过外加物理场对螺磁组态的调控实现了有效的正逆磁电耦合效应。