层内铁磁-层间反铁磁双层系统零温性质

采用线性自旋波方法研究层内铁磁-层间反铁磁双层系统的零温磁性质,考察了不同的层内藕合强度,层间藕合强度及自旋值对系统的磁矩和基态能的影响.     

反铁磁耦合纳米体系磁特性的微磁学研究

采用微磁学方法研究了磁层间反铁磁耦合强度对SyAF纳米体系磁特性的影响.当SyAF纳米体系上、下磁层间的反铁磁耦合强度不同时,SyAF纳米体系具有两种不同类型的磁滞回线.当磁层间反铁磁耦合强度较小时,体系的矫顽力随反铁磁耦合强度的增大而增大,反磁化机制为反磁化核的形成与传播的反转过程.而当磁层间反铁耦合强度较大时(0.2×10-3J.m-2),体系的矫顽力基本不随反铁磁耦合强度变化,并且在剩磁态为稳定的单畴结构,反磁化机制为类一致反转过程.这类SyAF纳米体系更适合于作为磁信息器件中自旋阀的自由层.     

铁磁—反铁磁双层系统的零温磁矩

在线性近似下导出二维各向异性四套子格子简立方 Heisenberg 铁磁—反铁磁双层系统模型的哈密顿量,采用矩阵格林函数运动方程技术,得到自旋波的色散关系.数值计算结果表明,层间和层内耦合强度对铁磁—反铁磁双层系统的磁性质有重要影响.     

反铁磁耦合双层膜结构体系的磁滞回线相图研究

基于Stoner-Wohlfarth模型研究了非对称型反铁磁耦合三层体系的磁滞特性,得到了不同磁层厚度以及磁参数下发生线性磁相变临界转换场的解析表达式,以及9种可能存在的不同类型易轴磁滞回线．基于磁相变的临界条件获得了非对称反铁磁耦合双层膜体系在k1-k2如空间的磁滞回线相图．非对称反铁磁耦合双层膜体系作为磁隧道结的自由层时,相对于单层结构自由层具有更好的热稳定性．     

磁晶各向异性对反铁磁耦合纳米体系磁特性的影响

采用微磁学方法研究了磁性层的磁晶各向异性对反铁磁耦合三层纳米体系磁特性的影响.结果表明:随着磁性层磁晶各向异性的增大,反铁磁耦合三层纳米体系具有4种不同类型的磁滞回线,上、下磁性层的反转场逐渐减小,而饱和场先减小后增大.当磁晶各向异性较小时,反磁化过程为反磁化核的形成与传播过程;当磁晶各向异性很大时,反磁化过程为先形成多畴微磁结构,再逐渐反转的过程.     

磁性弛豫铁电体CdCr2S4的磁熵特性研究

磁性弛豫铁电材料是指在一定温度范围内同时具有弛豫铁电性和铁磁(反铁磁)序的材料,弛豫铁电性和磁有序的共存使其存在内禀的磁电效应.实验上已经测出在外加磁场情况下磁性弛豫铁电材料CdCr2S4具有巨大的磁熵效应,但是理论上还没有具体解释这一现象.本文分别运用球形无规键-无规场模型(SRBRF模型)和海森堡模型(Heisenberg模型)来描述铁电子系统和磁子系统,并且考虑了两个子系统之间的耦合相互作用,研究了外加磁场及温度的大小对磁性弛豫铁电材料CdCr2S4的磁熵变化及绝热温度差的改变.研究表明,磁熵变化及绝热温度差都在磁相变温度附近具有最大值,我们的理论研究结果很好地解释了实验现象.     

Tb/Fe_(50)Mn_(50)多层膜层间与界面交换耦合的研究

采用磁控溅射技术制备了Tb/Fe50[Mn]50 n多层膜,用Versalab振动样品磁强计测量薄膜样品在不同温度下的磁滞回线,研究了Tb/Fe50[Mn]50 n多层膜体系矫顽力和温度、薄膜层数及反铁磁层厚度的关系,以及薄膜铁磁层与反铁磁层界面耦合作用和铁磁层的层间耦合作用.研究发现铁磁层与反铁磁层的界面耦合作用随温度升高而增加,且存在随薄膜厚度增加而增大的转变温度Tt.当TTt时,界面耦合使矫顽力减小;当TTt时,使矫顽力增大.铁磁层的层间耦合作用随反铁磁层厚度在铁磁耦合和反铁磁耦合之间振荡变化,当TTt时耦合作用强度随温度增加而减小,但当TTt时,耦合作用突然增强.     

混合梳子模型中反铁磁阻挫引起的量子相变

利用严格对角化和密度矩阵重整化群方法研究近邻作用为铁磁耦合、对角的次近邻自旋为反铁磁耦合的两条链的混合梳子S=1/2海森堡模型,计算了该系统的基态能和基态总自旋.结果表明:当阻挫α≤0.25时,系统基态是单纯的铁磁态;随着阻挫的增强,系统基态经历一段总自旋S≠0的倾斜相,再转变到S=0的反铁磁态;与其不同的是,在混合梯子模型中,基态从单纯的铁磁态直接转变成S=0的反铁磁态.     

2,2′-联吡啶为耦合单元的双自由基体系的理论研究

以2,2′-联吡啶为耦合单元,用*CH2,HNO*NH和*O四种自由基为自旋中心,设计出五种体系的分子.采用AM1-CI方法对其双自由基体系进行计算,结果表明,双自由基连接的位置不同对体系耦合作用的影响符合双自由基之间磁性耦合的拓扑规则,即共轭体系中,两个自由基之间以偶数碳(或氮)原子耦合,体系具有低自旋基态,表现为反铁磁耦合;两个自由基之间以奇数碳(或氮)原子耦合,体系具有高自旋基态,表现为铁磁耦合.     

铁磁—反铁磁超晶格零温磁矩

用线性自旋波理论研究铁磁－反铁磁超晶格的零温磁性质，数值计算结果表明，反铁磁层内耦合强度Ｊ２对超晶格性质有重要影响，是格零温磁矩有着非同建党的量子效应．     

硬脂酸凝胶法制备的BaTiO_3微粉和陶瓷的特性

要硬脂酸凝胶法制备了ＢａＴｉＯ３微粉和陶瓷．ＸＲＤ、介电、压电和热释电性的研究结果表明，所有样品在室温下都呈立方钙钛矿结构，没有铁电性，但陶瓷有低温铁电性．ＸＲＤ对这些样品所测的晶粒尺寸都有常规ＢａＴｉＯ３的铁电临界尺寸以下．基于表面层的成份偏析，我们对其晶粒生长困难给出了初步解释．     

Novel multiferroicity in orthorhombic SmCrO3

This paper reports the ferroelectricity in antiferromagnetic SmCrO_3 with a reasonably large value of spontaneous electric polarization(70μC/cm~2mC cm~(-2)at 50 K)based on the measurement of pyroelectric current.The experimental results showed that the temperature of the onset of polar order was evidently higher(about220 K)than the Neel temperature(T_N=197 K)in the magnetodielectric studies.The calculated magnetodielectric effect(MDE)value was explicitly negative with maximum|MDE|values of about 3.6%around 230 K.The absence of a convincing signature in MDE at antiferromagnetic ordering temperature T_Nindicated the absence of magnetoelectric coupling around this temperature regime.The results further confirmed that the onset of polar order can be attributed to the structural distortion,rather than the canted noncollinear magnetic structure.     

面内受扭固支环板的塑性屈曲

用平衡路径分叉分析的方法分析了固支环板在面内扭矩作用下的塑性屈曲问题．在分析中考虑了由夹紧环板边缘所引起的径向压应力和环向压应力对屈曲临界扭矩的影响．结果表明，这种径向应力和环向应力的存在会使临界扭矩大幅度下降，用Ｊ２流动理论可以求得和实验值一致的临界扭矩     

带砌体填充墙的钢筋混凝土框架受力性能分析

将框架高与宽的比值及梁与柱惯性矩的比值作为试验参数 ,测试了 2 1个有砖填充墙的一层一跨钢筋混凝土框架在平面内的对角荷载作用下的受力性能 ,同时测试了 3个相似的试件在水平荷载作用下的性能 .试验结果表明 ,有填充墙的钢筋混凝土框架受力性能具有 3个明显阶段 :从加载到混凝土开裂的线性阶段 ;开裂后阶段及极限破坏阶段 .根据分析试验结果 ,建立了分析模型 ,并提供了开裂、极限荷载的计算公式     

Electric polarization reversal and memory in a multiferroic material induced by magnetic fields

Ferroelectric and magnetic materials are a time-honoured subject of study and have led to some of the most important technological advances to date. Magnetism and ferroelectricity are involved with local spins and off-centre structural distortions, respectively. These two seemingly unrelated phenomena can coexist in certain unusual materials, termed multiferroics. Despite the possible coexistence of ferroelectricity and magnetism, a pronounced interplay between these properties has rarely been observed. This has prevented the realization of multiferroic devices offering such functionality. Here, we report a striking interplay between ferroelectricity and magnetism in the multiferroic TbMn2O5, demonstrated by a highly reproducible electric polarization reversal and permanent polarization imprint that are both actuated by an applied magnetic field. Our results point to new device applications such as magnetically recorded ferroelectric memory.     

运用Sawyer Tower电路测试薄膜铁电性能

声表面波煤矿瓦斯传感器是一种新型瓦斯传感器,PZT基高压电铁电薄膜是该类传感器制备的理想功能材料,铁电性作为PZT基铁电薄膜的另一个重要性能对传感器的工作特点和稳定性具有重要影响。因而,测试并掌握具有高压电性铁电薄膜的铁电性也是器件材料表征的一项重要工作。采用Sawyer Tower电路原理,自主设计铁电测试电路,制备PZT基铁电薄膜,并利用该电路测试薄膜的铁电性。由实验结果可知,自主设计的Sawyer Tower电路能简便、有效、准确和直观的测试薄膜的铁电性能,有望广泛应用于薄膜铁电性能测试及研究。     

基于第一性原理的Mg2Sn和Mg2Ge半导体热力学性质研究

目的 计算Mg2Sn和Mg2Ge半导体热力学性质.方法 采用基于第一性原理的赝势平面波方法.结果 计算了Mg2Sn和Mg2Ge的等容比热、德拜温度等热力学性质并确定了声子色散曲线,计算结果可以和实验值很好的符合.结论 采用第一性原理研究材料的宏观和微观性质是合理可信的计算方法.     

Critical thickness for ferroelectricity in perovskite ultrathin films

The integration of ferroelectric oxide films into microelectronic devices, combined with the size reduction constraints imposed by the semiconductor industry, have revived interest in the old question concerning the possible existence of a critical thickness for ferroelectricity. Current experimental techniques have allowed the detection of ferroelectricity in perovskite films down to a thickness of 40 A (ten unit cells), ref. 3. Recent atomistic simulations have confirmed the possibility of retaining the ferroelectric ground state at ultralow thicknesses, and suggest the absence of a critical size. Here we report first-principles calculations on a realistic ferroelectric-electrode interface. We show that, contrary to current thought, BaTiO3 thin films between two metallic SrRuO3 electrodes in short circuit lose their ferroelectric properties below a critical thickness of about six unit cells (approximately 24 A). A depolarizing electrostatic field, caused by dipoles at the ferroelectric-metal interfaces, is the reason for the disappearance of the ferroelectric instability. Our results suggest the existence of a lower limit for the thickness of useful ferroelectric layers in electronic devices.     

磁电耦合对于多铁性材料CdCr2S4介电性质的影响

多铁性材料CdCr2S4在实验中被观测到的磁相变温度附近的介电异常现象,为一定温度区间内共存的弛豫铁电性和铁磁性提供了磁电耦合的依据。基于SRBRF模型和Heisenberg模型,我们提出形如 的磁电耦合形式,并计算出了最近邻磁自旋对关联 。最近邻自旋对关联 通过磁电耦合修正阻碍极化翻转的激活能的大小,使得被冻结在某一特定方向上的极化又能够在其它的可能取向上进行热翻转,改变了极化弛豫时间的分布,从而导致了介电性质在磁相变温度附近发生介电异常。同时,考虑磁场对介电性质的影响,得出的磁电容效应和实验数据很好吻合进一步证实了我们想法的正确性。     

二维电磁晶体带隙结构的PWE法分析

针对常见的电磁晶体带隙分析方法存在耗时、不易理解等问题,推导了二维电磁晶体的平面波展开法(Plane Wave Expansion,PWE)模型,并采用平面波展开法分析了不同形状填充单元二维方格子电磁晶体的带隙结构。将电场(或磁场)、介电常数(或其倒数)展开为双重傅里叶级数,然后将其代入所满足的标量波动方程中,经过运算整理得出二维电磁晶体的本征方程,求解该方程,就可得到电磁晶体的带隙结构。计算结果表明,填充单元尺寸和相对介电常数均对带隙结构存在影响。最后,采用周期延拓,得出了两种电磁晶体的等效结构。通过结构等效,无需再推导相应电磁晶体的结构系数,利用本文的平面波展开法模型即可实现其带隙结构的求解,因而实现了简化分析。仿真数据与文献中的实验数据对比,验证了本方法的有效性。