铁性材料拓扑缺陷转变及其畴结构演化的可控性研究

发布时间：2020-12-25 01:59

　　凝聚态物质中拓扑缺陷由于其本身的奇异特性和在相变中的重要作用,近年来吸引了广泛的关注。在不同类型的凝聚态物质中,铁性材料体系（铁电、铁磁和多铁体材料）因存在可翻转的序参量（自发极化或磁化）且能形成畴结构,是形成拓扑缺陷的理想体系。在铁性材料中,涡畴结构和斯格明子结构是当前备受关注的两类拓扑缺陷。在纳米尺度下,涡畴和斯格明子稳定存在且具有不同于其他畴区域的独特性质,如铁磁涡畴结构的极性和旋性,这是未来发展高密度多功能微纳器件的关键所在。同时,在外场作用下铁性拓扑缺陷有着丰富的调控性质,如外加磁场能激发出斯格明子旋转和呼吸模式。然而,涡畴结构和斯格明子一般出现在特定的铁性体系中,因此系统地研究铁性材料涡畴和斯格明子的转变规律以及畴结构的演化过程对其更好地应用起着重要的作用。本文综合运用了铁磁相场模型、微磁学模型和铁电相场模型以及热力学计算等理论方法,全面地讨论了涡畴结构和斯格明子这两个拓扑缺陷的性质和外场（力场、热场、电场和磁场）对他们的调控规律。这些研究对于进一步理解铁性材料在纳米尺度下的性质有很大的帮助,为以后的应用提供了理论基础。主要研究内容和结果如下:（1）针对铁磁纳米点体系,运用... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：143 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

自然界中不同类型的拓扑缺陷(a)宇宙弦[7]

量场 X 分别为极化场、磁矩场和应变场。但是有些材料能同时拥有至少两种铁性，此种铁性材料称为多铁材料，其中研究最为广泛的是铁电性和铁磁性耦合的多铁磁电材料，因此本文中的多铁材料都指磁电多铁材料。图 1-2 (b显示了四种铁性材料的序参量场和外场。铁电材料中的序参量极化可以被电场翻转，铁磁材料中的磁矩可以被磁场翻转，铁弹材料中的应变可以被应力场翻转，多铁材料中的极化可以被磁场翻转而磁矩可以被电场翻转。

第 1 章 绪 论。铁性材料中涡畴和斯格明子有着不同于其他畴结构的特性，可用型的功能性器件，如移动的斯格明子可作为赛道存储器上的信息单涡畴结构中不同的极性和旋性可用来发展微纳存储器件，同时铁性和斯格明子对外场（力场、热场、电场和磁场）有着较强的耦合[10性材料的涡畴和斯格明子这些拓扑缺陷一般出现在特定的铁性体系清楚地理解铁电铁磁涡畴以及斯格明子的性质和掌握其被外场调控铁性材料更好的应用起着重要的作用。


本文编号：2936734