铁电-铁磁混合陶瓷的穆斯堡尔谱学研究

铁电体具有很高的介电常数ε,铁磁体具有很高的磁导率μ,两者还各具有许多铁电性或铁磁性效应而提供了丰富的技术应用。若能研制成功铁电-铁磁性晶体,则可提供同时具有高ε和高μ的材料,并且有可能出现新的铁电-铁磁耦合效应。目前,虽然同时具有铁电性和铁磁性的单晶体研制尚未取得实质性成功,但研制高ε和高μ混合陶瓷的可能性的确存在;这     

镧掺杂铅铁氧体的磁电耦合效应

<正>多铁性材料是指在一定温度范围内同时存在铁磁序和铁电序的体系.近年来,由于铁磁序和铁电序共存耦合而产生的磁电效应,使多铁性材料蕴含着广阔的应用前景,如具有记忆功能的存储器等.然而现有的多铁性化合物却非常稀少,而且绝大多数已发现的多铁性材料的磁电耦合特征,只有在特定的环境条件下才能表现出来(如低温).因此,发现一种室温下能同时展现出较强的铁磁性和较大的铁电性并具备一定磁电耦合效应的单相多铁性化合物,将具有里程碑式的意义.谭国龙课题组研究发现,六角M-型铁氧体正好具备多铁性和磁电耦合效应.     

单相多铁性材料——极化和磁性序参量的耦合与调控

单相多铁性材料是指同时表现出铁电性和磁性的单相化合物, 最近的研究还拓展到具有铁性磁涡旋的体系. 一方面, 多铁性材料同时具有铁电性和磁性; 更为重要的是, 铁电性与磁性之间存在磁电耦合效应, 从而可能实现铁电性和磁性的相互调控. 因此, 多铁性材料是一种新型多功能材料, 在自旋电子学和其他领域有着广阔的应用前景. 从凝聚态物理角度看, 多铁性现象本身也对铁电学、磁学和强关联电子物理提出了很多基本问题和挑战, 成为量子调控研究的一个热点领域. 多铁性物理在最近几年开始复兴, 并取得了很大进展. 综述了多铁性物理这一领域的研究现状和存在的主要问题. 首先, 简单介绍多铁性与磁电耦合效应的概念以及它们之间的联系, 重点阐述实现多铁性的困难, 亦即铁电性和磁性的互斥性. 其次, 详细介绍了单相体系中实现铁电性与磁性共存的一些可能物理机制, 其中重点介绍两个新的物理机制: (ⅰ)非共线螺旋状磁结构引起的铁电性和(ⅱ)电荷有序相导致的铁电性. 这两类系统中磁性和铁电性之间在量子层次上存在很强的耦合和互相调控效应. 随后, 叙述了多铁性系统中存在的元激发—— 电磁振子, 以及铁性磁涡旋效应. 最后, 指出了多铁性材料可能的应用以及尚未解决的问题.     

镓掺杂对0.7BiFeO3-0.3BaTiO3固溶体的结构和性能的影响

采用陶瓷工艺成功制备了0.7Bi(Ga_xFe_1-x)O3-0.3BaTiO₃二元系固溶体, 其中x = 0, 0.025, 0.05, 0.1, 除x = 0.1外, 所有陶瓷样品具有单一钙钛矿结构. 在掺镓量x小于0.05时, 有助于陶瓷烧结; 当掺镓量x大于0.05时, 晶粒变小, 材料的性能恶化, 并且相结构由三方相变为四方相. 随着掺镓量的增多, 电阻率逐渐增大, 所有陶瓷样品同时具有铁电性和铁磁性, 并且剩余极化强度先增大后减小, 剩余磁化强度逐渐增大, 磁矫顽力降低.     

多铁性磁电复合薄膜

多铁性材料由于其不但具有单一的铁性(如铁电性、铁磁性和铁弹性), 而且由于不同铁性之间的耦合协同作用会产生新的磁电效应, 在换能器、传感器、存储器等高技术领域具有巨大应用潜力. 其中, 磁电复合薄膜由于具有良好的微电子工艺兼容特性和良好的性能, 并存在许多尚未解决的物理问题, 使得磁电复合薄膜的研究成为众多研究者关注的热点. 从实验和理论两个方面介绍了目前多铁性磁电复合薄膜的研究现状. 综述了1-3柱状结构、0-3颗粒复合结构和2-2叠层结构等几种典型结构的磁电复合薄膜的实验制备和性能, 同时介绍了用格林函数方法、相场模型和从头算方法等几种理论工具对磁电复合薄膜模拟计算的结果. 最后, 指出了目前存在的问题和发展趋势.     

马脾铁蛋白磁性纳米颗粒的低温磁学性质研究

系统地认识铁蛋白内核磁性纳米颗粒的磁学性质, 对于建立和完善以铁蛋白为基础的磁共振成像技术以及环境磁学研究具有重要意义. 马脾铁蛋白具有反铁磁性的纳米内核. 结合透射电子显微镜和低温磁学测量技术, 研究马脾铁蛋白内核的磁学性质与温度、外加磁场大小、内核粒度以及观测频率之间的关系. 在5 K 下, 等温剩磁获得曲线(IRM)和直流退磁曲线 (DCD)的交点(R=0.46)表明铁蛋白颗粒间具有很弱的静磁相互作用. 磁滞回线、磁化率和剩磁结果都一致地表明, 室温条件下铁蛋白纳米颗粒表现为超顺磁性, 在低于其阻挡温度T_b(~12 K) 时, 由于纳米颗粒表面出现未补偿自旋磁矩或者由于内部晶格缺陷而产生未补偿磁矩, 铁蛋白会呈现出寄生铁磁性和反铁磁性两种特征, 因而具有载磁能力和磁滞现象, 出现稳定单畴(SD) 的性质. 超顺磁性铁蛋白的热弛豫过程遵循Néel-Arrhenius 方程, 通过频率(AC)磁化率计算获得马脾铁蛋白颗粒的平均有效能垒E_a 为(5.52±0.16)×10⁻²¹ J; 磁各向异性能常数K_eff 为 (4.65±0.14)×10⁴ J/m³; 前指数频率因子f₀ 为(4.52±2.93)×10¹¹ Hz. 这些新结果对于深入理解纳米尺度的反铁磁性颗粒的磁性机制以及在医学上的潜在应用都具有重要意义.     

铁电液晶

铁电液晶是近年来发现的一类新型的液晶材料,它兼有铁电性和流动性的特点。由于它具有十分诱人的应用前景,故已引起了人们的极大关注。《铁电液晶》一文介绍了铁电液晶研究之动态,以及作者自已的研究成果。     

有机弱极性材料交替LB膜的铁电性

对氮冠醚(NC)和花生酸(AA)LB膜(Z型以及交替Y型)的铁电性进行了研究. 结果发现: 在氮冠醚/花生酸交替Y型LB膜、掺Ba²⁺的和掺Mn²⁺的花生酸的Z型膜以及纯的氮冠醚和花生酸的Z型膜中均观察到了电滞回线, 亦即说明它们都具有铁电性, 并且它们各自对应的剩余极化强度大小分别为: 9400, 180, 650, 450和15 mC·m^-2. 由此可以推知: Ba²⁺, Mn²⁺等离子掺入的离子转移效应以及交替膜的层间相互作用对LB膜的铁电性有比较大的增强效应.     

一种银(Ⅰ)配合物反铁磁性耦合机理的分子轨道研究

采用密度泛函理论结合对称性破损方法, 研究了一种氮氧自由基Ag(Ⅰ)配合物的反铁磁性耦合机理. 通过磁性-结构相关性研究和单占据分子轨道分析表明, 氮氧自由基间存在通过Ag(Ⅰ)离子的反铁磁性超交换耦合, Ag(Ⅰ)离子在其中起到了重要的桥梁作用. 自旋集居数显示, 沿ONCNO-Ag- ONCNO链有弱的自旋离域, 同时也表明了其反铁磁性超交换耦合路径的存在. 研究还发现, Ag(Ⅰ)与氮氧自由基中氧原子的Ag—O键的确为具有明显离子特性的非典型共价键, 正是通过此键引发了氮氧自由基间的反铁磁性耦合.     

火灾条件下炭化材料热解过程的一种改进模型

提出了一种改进的描述炭化材料热解过程的模型,该模型的主要特点是;考虑了由表面温度的升高引起对流和辐射的热损失以及炭表面的收缩（shrinkage）,同时也允许采用任意级数的反应级数,利用本模型得到的结果与实验值非常吻合,另外,利用本模型计算了较大尺度条件下材料密度以及外加热辐射量对材料热解过程的影响,从而评估了这些因素对材料火灾危险的影响。     

Mn和Co掺杂ZnO块材样品的磁性

采用固相反应法制备了名义组分为Zn_0.95Co_0.05O和 Zn_0.92Co_0.05Mn_0.03O的块材样品. X射线衍射结果显示, 除ZnO纤锌矿结构的主相外, 掺杂样品中还存在立方相Co₃O4. 磁测量表明, ZnO中单独掺杂Co元素显示出微弱的铁磁性行为, Mn的引入极大地增强了样品的铁磁性, 但两个样品在低温下(<50 K)表现出截然不同的磁化行为. 同时, 反铁磁相Co₃O₄的存在极大地抑制了样品中的铁磁性耦合作用.     

特种晶体Dy Mo_6S_8

美国和瑞士物理学家联合研制成功了一种超导电晶体——Dy Mo_6S_8,同时,它又呈现出抗铁磁性。原来,当这种化合物(温度低于2.05K时为超导体)的温度降低到0.4K时,它就变为既是超导体,又是抗铁磁性体。     

电控双离子转换实现氧化物三态相变及光电磁物性调控

正通过电场诱导氧化物结构转换,进而调控其物性,扩展其应用,是材料科学研究历久弥新的一项主题.在电介质中,外电场能在Pb(Mg_(1/3)Nb_(2/3))O_3单晶中诱导铁电性~([1]),亦能在VO_2薄膜中诱导金属绝缘体相变~([2,3]);在多铁材料中,电场能在翻转(LuFeO_3)_m/(LuFe_2O_4)_n超晶格铁电极化的同时翻转其磁矩,实现磁电耦合~([4]);在电化学体系中(如LiFePO_4,FeSe和TaS_2等),电场作用下锂离子的嵌入和析     

TPHA为桥双核Co(11)配合物的晶体结构和磁性

近年来,以金属配合物为基础设计合成“分子磁体”化合物,已成为无机化学领域的热点之一。一般,先制备一种具有铁磁性的分子链或片,然后再让其以自旋平行的方式堆积成三维的铁磁性物质。金属之间往往以电子传递性好的共轭体系为桥,以保证分子内的自旋相互作用,以便进行更好的磁偶合。当然不同的金属及桥基的配搭对磁性有重要影响,同时分子本身结构也是重要因素。因此,首先合成出具有磁性的分子晶体,并给出明确的结构和一     

PZT薄膜中非铁电相向铁电相转变的研究

近年来,PZT铁电薄膜因其良好的电、光、热电和超声等方面性能引起了研究工作者的广泛关注.大量研究表明,膜中钙钛矿相含量越多,铁电性越好,理想的PZT铁电薄膜应该具有纯钙钛矿结构.但在膜制备过程中,常有非铁电相出现,它们的形成及向铁电相的转变程度与制备条件紧密相关.所以,研究膜中非铁电相向铁电相的转变过程,进而寻找改善膜铁电性的最佳途径是很重要的.Iijima和Wang等指出,膜的晶相结构对衬底温度非常敏感,铁电性能通过退火得到改善.另有文献报道膜中的铅含量和衬底材料的不同也能影响膜的微结构.本文描述了膜从非铁电的非晶或焦绿石相向铁电的钙钛矿相的转变过程,以及制备条件对相转变的影响,并讨论了可能的影响机制.     

Er-Al-Co 块体非晶合金的磁热效应

利用水冷铜模铸造法制备了一系列不同成分的Er-Al-Co 三元块体非晶合金, 研究了该系列合金的非晶形成能力和磁热效应. 结果表明, 在磁场诱发下, 该系列非晶合金在9 K 左右发生了顺磁-铁磁性二级磁性转变. 由于具有较高的有效磁子数, 该系列非晶合金具有优异的磁热效应, 其中Er₅₆Al₂₄Co₂₀ 非晶合金最大磁熵变和磁致冷能力分别为16.06 J kg^-1 K^-1和465.7J kg^-1, 是氢液化区有竞争力的磁致冷候选材料.     

核壳结构设计及界面键合实现氮化钽光阳极快速空间电荷分离

<正>光电催化(PEC)分解水是指在一定外加偏压下利用禁带宽度合适的半导体材料吸收太阳能产生电子-空穴对以驱动水的还原和氧化反应.自1972年Fujishima和Honda[1]首次报道Ti O2光阳极在紫外光和外加电压下实现水分解产生氧气和氢气以来,经过半个世纪的研究, PEC分解水已经发展成为将太阳能转化为可储存氢能的一种简便而有效的方法.     

稀土永磁材料的发展及展望

<正> 1永磁材料概况1.1永磁材料的性能特征 磁性与电性一样是物质的基本属性之一。物质的磁性根据其不同的特点,可以分为弱磁性和强磁性两大类。弱磁性仅在具有外场的情况下才表现出来,并随着磁场增大而增强。强磁性主要表现在无外加磁场时仍存在自发磁化。有限大物质的自发磁化通常被分成若干小区域,不同区域的自发磁化强度方向不同以使体系的静磁能最小。这些小的区域称为磁畴。在     

磁性超导体

磁性超导体的一些实验结果在一定的条件下,物质的磁性(铁磁性或反铁磁性)和超导性不但可以相互转化,而且还可以相互共存.这是一个十分新颖和十分奇妙的物理现象.为什么这样讲呢? 这是因为物质的磁性(包括铁磁性、亚铁磁性和反     

Fe/Mo多层膜巨磁电阻及层间耦合振荡

近年来研究发现,由磁性材料和非磁性材料交替沉积而构成的金属多层膜和三层(Sandwich)结构系统中,非磁性层厚度发生变化时,相邻磁性层之间出现铁磁性耦合和反铁磁性耦合的交替变换,这种现象称为层间耦合的振荡.零场时若多层膜的相邻磁层呈反铁磁耦合,在外磁场作用下将导致多层膜电阻的大幅度下降,即产生巨磁电阻(Giantmagnetoresistance)效应.巨磁电阻效应最初在Fe/Cr多层膜系统中发现,随之在Fe/Cu,