锰氧化物多层结构的多铁性研究

发布时间：2022-12-18 02:24

　　磁性和电性是材料的两种基本性质,如何将二者集成到同一体系中,并实现磁场与电场对两种属性的调控,是现如今凝聚态物理和材料科学领域的一个重要研究方向。钙钛矿锰氧化物作为典型的强关联电子体系,其内部的电子、自旋、轨道、晶格等多种序参数之间存在强烈耦合,表现出许多新颖奇特的物理现象,如庞磁电阻效应、磁致伸缩、磁各向异性、磁电耦合、光诱导、光生伏特效应、光磁电效应等。此外,通过掺杂改变锰氧化物内部Mn-O-Mn的键角和键长,可以对锰氧化物的电学和磁学性质进行有效调控。近些年,正交结构稀土锰氧化物TbMnO₃巨大磁电效应的发现催生出新的多铁性类别,一扫多铁性研究多年的颓势,引发了众多科研工作者对锰氧化物多铁性的广泛关注。即便如此,多铁性材料在性能上仍然难以达到应用的要求。因此,如何在室温下获取可观的磁电效应乃至光磁电效应等依然是一个巨大的挑战。已有的研究表明,复合材料,包括铁电/铁磁异质结、人工超晶格等,是解决上述问题的一种有效方法。本论文以低维锰氧化物体系为主要研究对象,通过激光分子束外延技术制备了锰氧化物薄膜,包括三色超晶格薄膜、铁电/铁磁异质结薄膜,通过掺杂、界面效应、... 

【文章页数】：121 页

【学位级别】：博士

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摘要
Abstract
论文主要创新与贡献
第1章 绪论
    1.1 钙钛矿锰氧化物简介
        1.1.1 钙钛矿锰氧化物的晶体结构
        1.1.2 钙钛矿锰氧化物的磁结构
        1.1.3 稀土掺杂锰氧化物的性能
    1.2 多铁性简介
        1.2.1 单相多铁性材料
        1.2.2 复合多铁性材料
    1.3 本领域的研究不足
    1.4 论文的选题意义
第2章 样品制备及表征
    2.1 薄膜的制备方法简介
        2.1.1 激光分子束外延
        2.1.2 飞秒激光微纳加工
    2.2 薄膜的结构分析方法介绍
        2.2.1 X射线衍射
        2.2.2 透射电子显微镜
        2.2.3 原子力显微镜
    2.3 薄膜的物性分析介绍
        2.3.1 薄膜电滞回线测量
        2.3.2 磁性测量-超导量子干涉仪
    2.4 本章小结
第3章 锰氧化物三色超晶格的制备及其多铁性
    3.1 锰氧化物靶材及超晶格薄膜的制备
        3.1.1 LSMO、PCMO及 LSbMO靶材制备
        3.1.2 三色超晶格薄膜的制备
    3.2 三色超晶格薄膜的多铁性
        3.2.1 三色超晶格的晶体结构
        3.2.2 三色超晶格的铁电性
        3.2.3 三色超晶格的铁磁性能
    3.3 本章小结
第4章 锰氧化物三色超晶格的磁电效应
    4.1 三色超晶格薄膜的磁电耦合性能
        4.1.1 矫顽电场及剩余极化的磁场依赖性
        4.1.2 矫顽电场及剩余极化的温度依赖性
    4.2 三色超晶格薄膜的磁介电效应
        4.2.1 磁介电效应的频率依赖性
        4.2.2 磁介电效应的温度依赖性
    4.3 本章小结
第5章 锰氧化物三色超晶格的光磁电效应
    5.1 光栅结构超晶格薄膜的制备
    5.2 三色超晶格薄膜的物性分析
        5.2.1 三色超晶格薄膜的晶体结构
        5.2.2 三色超晶格薄膜的光栅结构
        5.2.3 三色超晶格薄膜的光磁电性能
    5.3 本章小结
第6章 BaTiO_3/La_(0.67)Sr_(0.33)MnO_3 异质结的光磁电效应
    6.1 BTO/LSMO异质结的制备
    6.2 BTO/LSMO异质结的光磁电效应
        6.2.1 BTO/LSMO异质结的晶体结构
        6.2.2 BTO/LSMO异质结的铁磁性
        6.2.3 BTO/LSMO异质结的铁电性
        6.2.4 BTO/LSMO异质结的光磁电效应
    6.3 本章小结
第7章 总结和展望
参考文献
攻读博士学位期间发表的学术论文
致谢



本文编号：3721142