蜂窝状二维多铁材料及多铁耦合的第一性原理研究
发布时间：2021-06-13 20:05
多铁材料通常是指在一个相中同时具有两种或两种以上基本铁序（包括铁电序、铁磁序、铁弹序等）的材料,它涉及到丰富的物理机制,并且有着广泛的应用前景。从1960年发现第一种磁电型多铁材料Cr2O3至今,该领域已发展了50多年,期间几经起伏。主要原因在于铁电性和铁磁性的内禀互斥性,一是铁电材料通常是半导体或绝缘体,而磁性材料通常是金属;二是制约铁电性和铁磁性共存的“d0规则”。过去多铁材料的研究主要集中于块体的钙钛矿型结构,一个成功的例子是钙钛矿结构氧化物铁酸铋（BiFeO3）,然而这类块体的多体材料通常表现出反铁磁性,这限制了其应用。另一方面,“摩尔定律”的放缓,使得产业界对多功能器件的小型化和集成化有着越来越高的要求。但是,因为有限尺寸效应、退极化场和电荷屏蔽效应的制约,传统的钙钛矿结构铁电体/多铁体的小型化遇到了严重的阻碍。这使得人们把注意力越来越多地放在低维材料上。与体材料相比,低维材料（以二维材料为主）在器件的小型化和集成化方面具有天然的优势。另外,低维材料因为维度的降低更容易出现空间对称性破缺,...
【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：128 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
|(a)使用TB-LMTO密度泛函理论代码计算铁电BiFeO3在局域自旋态密度近似下的电子局域化函数[4]
华 中 科 技 大 学 博 士 学 位 论 文另一个铁磁层通过交换偏置进行耦合，我们最终可以实现电控磁[30-31]。图 1-5（示了反铁磁性与铁电性的耦合[29]。旋转 180°的铁电极化对材料的结构形变和磁化没有影响。然而，71°和 109°的极化旋转改变了易磁化面，从而改变了反铁磁畴amesh 小组随后演示了交换偏置耦合的 FeCo 层的电场开关[31]，如图 1-5（b）所电场使得 BiFeO3中的铁电性发生翻转时，沉积在 BiFeO3顶部的铁磁性 FeCo 薄重新定向其磁性。
华 中 科 技 大 学 博 士 学 位 论 文1.2.2 低维多铁材料的研究进展虽然低维材料从理论到实验已经有了长足的发展，但是低维多铁材料的研究工作也只是从最近几年才开始出现。Ting 等人在综述“Progress and prospects inlow-dimensional multiferroic materials”[6]中对相关工作做了较为完整的总结。如表 1-3所示，作者列举了比较有代表性的部分低维多铁材料[99, 103-109]，以及各自的极化值、方向、磁矩、铁电翻转势垒和居里温度。其中就包含我个人的通过质子掺杂诱导多铁性（Two-dimensional metal-free organic multiferroic material for design of multifunctionalintegrated circuits）[105]的工作。作者所列举的几种二维多铁材料中，除了 Hf2VC2F2为Ⅱ型多铁[109]，其余的都为Ⅰ型（见“1.1.5 多铁的分类”）。表 1-3[6]|低维多铁材料的概述。
【参考文献】：
期刊论文
[1]磁电异质结及器件应用[J]. 杨娜娜,陈轩,汪尧进. 物理学报. 2018(15)
[2]多铁材料[J]. 李晓光,南策文. 科学观察. 2018(02)
[3]多铁性材料研究进展及发展方向[J]. 南策文. 中国科学:技术科学. 2015(04)
本文编号：3228238
【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：128 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
|(a)使用TB-LMTO密度泛函理论代码计算铁电BiFeO3在局域自旋态密度近似下的电子局域化函数[4]
华 中 科 技 大 学 博 士 学 位 论 文另一个铁磁层通过交换偏置进行耦合，我们最终可以实现电控磁[30-31]。图 1-5（示了反铁磁性与铁电性的耦合[29]。旋转 180°的铁电极化对材料的结构形变和磁化没有影响。然而，71°和 109°的极化旋转改变了易磁化面，从而改变了反铁磁畴amesh 小组随后演示了交换偏置耦合的 FeCo 层的电场开关[31]，如图 1-5（b）所电场使得 BiFeO3中的铁电性发生翻转时，沉积在 BiFeO3顶部的铁磁性 FeCo 薄重新定向其磁性。
华 中 科 技 大 学 博 士 学 位 论 文1.2.2 低维多铁材料的研究进展虽然低维材料从理论到实验已经有了长足的发展，但是低维多铁材料的研究工作也只是从最近几年才开始出现。Ting 等人在综述“Progress and prospects inlow-dimensional multiferroic materials”[6]中对相关工作做了较为完整的总结。如表 1-3所示，作者列举了比较有代表性的部分低维多铁材料[99, 103-109]，以及各自的极化值、方向、磁矩、铁电翻转势垒和居里温度。其中就包含我个人的通过质子掺杂诱导多铁性（Two-dimensional metal-free organic multiferroic material for design of multifunctionalintegrated circuits）[105]的工作。作者所列举的几种二维多铁材料中，除了 Hf2VC2F2为Ⅱ型多铁[109]，其余的都为Ⅰ型（见“1.1.5 多铁的分类”）。表 1-3[6]|低维多铁材料的概述。
【参考文献】：
期刊论文
[1]磁电异质结及器件应用[J]. 杨娜娜,陈轩,汪尧进. 物理学报. 2018(15)
[2]多铁材料[J]. 李晓光,南策文. 科学观察. 2018(02)
[3]多铁性材料研究进展及发展方向[J]. 南策文. 中国科学:技术科学. 2015(04)
本文编号：3228238
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