应力作用对复合型多铁性材料BaTiO3-Fe磁电效应的影响

多铁性材料（multiferroic）是一种同时拥有铁电和铁磁性质的特殊功能型材料.室温下具有多铁性的单一化合物十分少见,但理论计算发现在铁电体（如BaTiO3,BTO）和3d过渡金属（如铁）的复合结构中存在较强磁电效应,这就为新型多铁性材料的寻找和制备揭示了新方向.用第一性原理方法,通过计算该类复合薄膜在不同应力作用下磁电效应的变化来揭示其铁电铁磁相互作用的机制.     

多铁性复合材料的研究进展

多铁性材料是当前研究的一个热点课题,而其中复合材料的研究又是其研究方向的一个重点。文章阐述了多铁性材料的特点,并系统地介绍了国内外多铁性复合材料的研究进展、现状及其分类,最后对可能存在的应用前景作了展望。     

BiFeO3掺杂Pb（In1/2Nb1/2）O3-Pb（Mg1/3Nb2/3）O3-PbTiO3陶瓷的制备与磁电性能研究

以固相合成法制备了铁酸铋（BiFeO₃,简称BFO）掺杂的铌铟酸铅-铌镁酸铅-钛酸铅（Pb（In_1/2Nb_1/2）O₃-Pb（Mg_1/3Nb_2/3）O₃-PbTiO₃,简称PIN-PMN-PT）多铁性陶瓷材料,X射线衍射（XRD）测试结果表明：样品具有钙钛矿结构,电滞回线显示其铁电性良好,剩余极化值（P_r）可达18 μC·cm^-2.由于BiFeO₃掺杂后,样品电矩减小,氧空位增多,使其铁电畴翻转困难,样品的电性能略有下降,但是其磁性能随BiFeO₃掺入量的增加而逐渐增强,且样品居里温度（T_m）为200℃左右.该材料在电磁学领域有望成为具有应用前景的多铁性材料.     

TTF-CA有机分子晶体多铁性的数值研究

基于一维派尔斯-哈伯德模型,采用数值精确对角化和约束路径量子蒙特卡罗数值方法,研究有机分子晶体TTF-CA（tetrathiafulvalene-p-chloranil）的多铁性特征.当填充电子数与格点数相等时（即半填充）,两种方法的计算结果表明,在一定的参数空间体系存在反铁磁和铁电极化共存的多铁状态.在弱电子关联区间,数值计算结果与哈特利-福克平均场得到的结果一致.但在中等至强电子关联区间,数值结果预言,多铁性产生的电声子相互作用强度远低于平均场给出的结果.当填充电子数略低于格点数时,体系存在铁磁与铁电极化共存的状态.研究结果有助于理解和设计新型有机多铁性材料.     

多铁材料

正多铁性材料同时具有铁电、反铁磁等多种铁性序,不同序参量间耦合作用可产生磁与电间的交叉调控,有望实现铁电性与磁性集成的新一代多功能器件,如新型磁电传感器件、自旋电子器件、高性能信息存储器件等。研究新一代多铁性磁电材料中各种相互作用和有序规律,利用材料基因组计划发现新的量子现象和调控方法,不仅是材料和物理学科自身发展的需求,并可能成为今后对人类社会经济发展有重大影响的基础科学问     

多铁和磁电材料的第一性原理研究（英文）

多铁材料是一类由自旋、电荷、晶格和轨道等多种自由度的相互作用引起的具有2种或者2种以上铁序的功能材料.近年来关于多铁性的报道屡见报端杂志,表明越来越多的研究人员关注着这一领域的研究进展.在这些研究成果中,第一性原理研究在解释实验观测,发现新物理机制和预测新型多铁、磁电材料方面都扮演着先锋角色.本文回顾了第一性原理在材料领域,尤其是多铁性、磁电效应和隧道结研究中的广泛应用和主要成果.结合最近发展的理论研究方法,例如选择性轨道加场法,评述了这些手段在解释多铁和磁电材料中奇异物理现象方面的有效性.由于电控磁性是多铁领域和自旋电子学领域追求的共同目标,因此总结了第一性原理研究在电控磁性方面所取得的成果.最后,本文概述了多铁和磁电材料在实际应用中亟待解决的问题,并且着重展望了若干种利于解决多铁和磁电材料领域实际问题的研究方法.本文通过深入探讨过渡金属氧化物中的铁电起源以及多铁体中铁电性和磁序的共存现象,期望能有益于新型多铁和磁电材料的探索.     

二维极性材料的理论设计

最近几年,实验上已经获得了稳定的本征二维铁磁、铁电材料。二维铁性材料由于其新奇的物理性质和在纳米器件中潜在的应用价值而广受关注。随着第一性原理计算方法的发展,从理论角度预测和设计新材料加速了对二维铁性材料的研究。文章重点介绍了课题组在二维极性材料的理论设计方面的若干工作,其中包括:1)在单层过渡金属卤化物中引入点缺陷破坏体系空间反演对称性,可以有效提高磁转变温度,实现磁电共存;2)设计了一种强磁电耦合且转变温度可达室温的二维第二类多铁材料;3)预测了由铁电模式和反铁电模式竞争导致的二维非共线本征亚铁电,研究了其新奇的Z2×Z2铁电畴壁和负压电性质。这些工作对之后的二维极性材料的理论设计和实验探索具有一定的参考价值。     

木塑复合材料的增长持续到2011年

木塑复合材料（WPC）是指由热塑性塑料和各种形式的木粉所组成的复合材料。大多数情况下,无论是聚合物或木粉,或两者兼而有之,都可以来自循环利用材料。由于木材的热稳定性有限,只加工温度低于392华氏度（摄氏200度）的塑料才能用于木塑复合材料的生产。     

Pb（Cd_（1／2）Te_（1／2））O_3及三元系压电陶瓷Pb（Cd_（1／

研制了一种新的三元系统压电陶瓷材料Ｐｂ（Ｃｄ１／２Ｔｅ１／２）Ｏ３－ＰｂＺｒＯ３－ＰｂＴｉＯ３，本系统材料压电性强，时间稳定性极佳，其时间稳定性比改性的ＰＣＭ提高一个数量级，作者认为稳定性的提高原因，不是由于材料的“软化”，而在于Ｔｅ６＋离子在电畴界面的偏聚对畴壁的“钉扎”作用，确定了Ｐｂ（Ｃｄ１／２Ｔｅ１／２）Ｏ３是顺电相其含量以４～６ｍｏｌ％为宜，部分Ｃｄ２－取代，使本系统材料“硬化”．     

脉冲激光镀膜工艺制备BiFeO3-CoFe2O4多铁性复合薄膜

采用脉冲激光镀膜（PLD）工艺,在Pt（111）/Ti/SiO₂/Si衬底上制备了柱状结构0.7BiFeO₃-0.3CoFe₂O₄（BFO-CFO）多铁性复合薄膜.在薄膜的沉积过程中,通过自组装生长实现钙钛矿结构BiFeO3和尖晶石结构CoFe₂O₄相的形成以及两相分离.探索了BFO-CFO复合薄膜的生长条件和机制,研究了薄膜厚度对BFO-CFO复合薄膜结构和性能的影响.     

复合相多铁性陶瓷(1-x)BaTiO3-xCoFe2O4的制备和性质

为研究复合相多铁材料中的磁电耦合并寻找同时具有良好铁电性和磁性性质的复合相多铁性材料,采用固态反应法,制备了(1-x)BaTiO3-xCoFe2O4系列复合多铁性陶瓷.通过分析性质和成分之间的依赖关系,在实验上发现,在x=0.3附近,陶瓷表现出较好的室温铁电、压电和磁性性质,相关的铁电剩余极化值为4.5 μC/cm2,压电导数和机电耦合系数为73 pC/N和0.16,剩余磁化强度为6.7 emu/g.并且,在实验上观察到磁电耦合效应对宏观电、磁性质的影响.     

中温烧结（BaLa）（TiNb）O_3基铁电材料的研究

本文简要探讨高价阳离子Ａ、Ｂ双位取代ＢａＴｉＯ３系固溶体的中温烧结机制，以及其所形成的复合缺陷机构对介电特性的影响，并从实用出发，研制开发了（ＢａＬａ）（ＴｉＮｂ）Ｏ３系ＸＬ１０３片式多层瓷介电容器（ＭＬＣ）资料，其主要的特征参数为：ε（２０℃，１ｋＨｚ）≈１００００；在－２５～＋８５℃范围内　Ｔｓ＝（１１１０±２０）℃     

复合地基（CFG桩）施工工艺的控制

CFG桩复合地基粘结强度桩,是复合地基的代表,目前多用于高层和超高层地基加固中。CFG桩是水泥粉煤灰碎石桩的简称（即cement flying—ash gravel pile）。由于桩的作用使复合地基承载力大大提高,变形减小,再加上CFG桩不配筋,桩体利用工业废料粉煤灰作为掺和料,大大降低了工程造价。一点三桩复合地基高于3根单桩复合地基,也高于由单桩承载力标准值计算的复合地基,基本消除了断桩、缩径、夹泥等质量通病。     

关于里克特（Richter）反应的机理研究

1870年，V．Richter发现硝基苯与氰化钾在乙醇的水溶液中加热转变为苯甲酸[1]，该反应称为Richter反应。KcN当时，Kekule刚提出苯的环状结构式不久，关于本环上取代基的排列问题仍然是争论的焦点。然而Richter用对硝基澳苯的反应证明俊基不直接取代硝基所在的位置，而是进入其邻位。LIJtLj显然这里不是简单的取出反应。R！chter解释为在反应中山HCN对苯环加成产生（1），（二）失去亚硝酸得到（2），（2）再水解成政酸。由于该反应没有很大的实际意义，所以很长一段时间未受到人们的重视。直到75年后，Bunnett又开始研究这个反应问‘…     

Ni/P(VDF-TrFE)的铁电性及磁电耦合效应

采用溶胶凝胶法和旋涂法在磁性金属镍片衬底上制备了有机铁电薄膜P(VDF-TrFE),利用X射线衍射仪及振动样品磁强计表征了Ni/P(VDF-TrFE)样品的晶体结构和金属镍片的磁学性质，结果表明，旋涂制备所得有机P(VDF-TrFE)薄膜结晶形成了β相，镍片的饱和磁场约为2 000 (kAm^-1/4π).利用静电计和锁相放大器，研究了样品的电学性质和不同磁场方向的磁电耦合效应.可以发现，金属镍片作为磁性衬底制备得到的Ni/P(VDF-TrFE)属于复合多铁性材料，该材料的磁电耦合效应具有各向异性，表现为平行方向大于垂直方向.实验所得结果为复合多铁性材料的制备和测试提供了重要的参考价值.     

（C＋N）复合加入对Fe—Cr—Mn系合金组织及性能的影响

近年来的研究工作表明:低活性Fe-Cr-Mn系合金最有希望替代高洁性Fe-Cr-Ni系合金,使用在核反应堆中,用作第一壁结构材料和包壳材料的。本文在多年有关Fe-Cr-Mn系合金研究的基础上,设计出两种不同成分的Fe-Cr-Mn（M,V）合金,并对其显微组织、性能进行研究。实验结果证实:在Fe-Cr-Mn系合金中（C十N）的复合添加,有利于细化晶粒。使Fe-Cr-Mn（W.V）合金具有优良的力学性能,与常用316型不锈钢相比较性能接近。同时在Fe-Cr-Mn系合金中由于N的加人,使Mn元素对奥氏体层错能产生相反的影响,而层错能的提高,从根本上抑制了ε-马氏体的形成,提高了奥氏体的稳定性。     

纳米复合（NdDy）2（FeNb）14B／α—Fe永磁合金

采用单辊急冷法并晶化退火制备了高剩磁，高矫顽力和高磁能积的（ＮｄＤｙ）２（ＦｅＮｂ）１４Ｂ／α－Ｆｅ纳米复合永磁合金，其最佳磁性能分别为Ｂｒ＝１．０２Ｔ，Ｈｅｉ＝７０２ｋＡ／ｍ（ＢＨ）ｍａｘ＝１３４ｋＪ／ｍ＾３，合金的组织结构由硬磁相（ＮｄＤｙ）２（ＦｅＮｂ）１４Ｂ和软磁相α－Ｆｅ在纳米级范围内复合而成，两相的平均晶粒尺寸为３０ｎｍ，该咱合金优异的磁性能起源于纳米晶硬磁相和软磁相之间的磁交换耦合作     

关于f″（h（x）＋p（x）f‘（h（x）＋q（x）f（h（x））=F（x）的求解定理

文献中闸给出了ｆ′（ｈ（ｘ）＝ｇ（ｘ）的若干求解公式，本文先提出三个引理，再借助复合函数求导法则，积分方法及变量替换法，给出新的微分方程ｆ″（ｈ（ｘ）＋ｐ（ｘ）ｆ′（ｈ（ｘ）＋ｑ（ｘ）ｆ（ｈ（ｘ）＝Ｆ（ｘ），论证它在一定条件下的可积性，并获得通解的具体表达式，所得结论是对文献中问题的拓广与深化。     

（λ,μ）-反模糊正规子群

在（λ,μ）-模糊正规子群的理论知识基础上,引入了（λ,μ）-反模糊正规子群、（λ,μ）-反模糊正规化子、（λ,μ）-反模糊中心化子的概念,得到了（λ,μ）-反模糊正规子群的等价条件及其性质,建立了满同态映射下（λ,μ）-反模糊正规子群的对应定理。     

纳米复合永磁材料的趋近饱和定律方法研究

纳米复合永磁材料由硬磁性相和软磁性相在纳米尺度内复合而成。实验室制备材料由于矫顽力大幅度下降而不能使其既具有软磁性相的高饱和磁化强度又具有硬磁性相的高矫顽力。研究材料的矫顽力机理是提高材料性能的关键。分析了传统的趋近饱和定律对纳米复合材料的适用性及具体方法，为利用趋近饱和定律（LATS）计算复合磁性材料的有效各向异性常数，进而为研究材料的矫顽力机理提供了理论基础。