Ca-,3-Co-,2-x-Mn-,x-O-,6-的多鐵性研究.pdf

1、磁性和鐵電性對許多現(xiàn)代技術(shù)起著非常重要的作用，對磁電耦合效應(yīng)，即多鐵性材料的探索，越來越引起人們的興趣。在非共線螺旋自旋有序系統(tǒng)中，鐵電和磁有序耦合效應(yīng)可以用Dzyaloshinskii-Moriya和自旋電流來描述。而最近的實(shí)驗(yàn)表明，螺旋自旋有序并不是磁電耦合和鐵電產(chǎn)生的唯一前提。Ca3Co2-xMnxO6（以下稱CCMO）體系中鐵電的發(fā)現(xiàn)毫無疑問地證實(shí)了，共線自旋有序也能夠產(chǎn)生鐵電性。
　　 本論文關(guān)注的CCMO（x～1）多

2、鐵性體系屬于失措的伊辛鏈磁體。CCMO體系中存在沿著c軸方向排列的各向異性自旋鏈，Co2+（S=1/2）和Mn4+（S=3/2）離子空間上沿c軸交替排列，形成竹↑↑↓↓自旋序。每條鏈被其它六條鏈包圍，中間由Ca2+分離，在ab平面內(nèi)形成一個(gè)三角形的排列。對于每一條鏈內(nèi)，與對稱超交換作用相關(guān)的交換收縮導(dǎo)致平行自旋間的鍵縮短，而反平行自旋間的鍵拉長，因此產(chǎn)生鐵電極化。
　　 本論文首先介紹了多鐵性材料、物理機(jī)制及CCMO的研究現(xiàn)狀，

3、簡述了制備方法和工藝流程。詳細(xì)說明了實(shí)驗(yàn)的測量方法、測量環(huán)境和測試儀器等。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容分兩部分，結(jié)果如下：
　　 1、研究了Co/Mn比例在1（0.93≤x≤1.07）附近變化時(shí)CCMO的鐵電、磁性及介電性質(zhì)的變化。結(jié)果表明，2K時(shí)鐵電極化受到Co/Mn比例的明顯影響，低溫2K時(shí)的極化大小Pmax與x形成一個(gè)“V”型曲線，鐵電性在x趨近于1的時(shí)候急速減小，而遠(yuǎn)離1時(shí)迅速增大；而鐵磁有序溫度Tmax與x也形成了類似的曲線，表明了該體系

4、鐵電有序和鐵磁有序的耦合。我們認(rèn)為在x=1附近，自旋長程序（LRO）的變化導(dǎo)致了上述CCMO鐵電及鐵磁性質(zhì)的變化，有限溫度下↑↑↓↓自旋LRO在產(chǎn)生鐵電性中起到本質(zhì)的作用。
　　 2、研究了Ca位摻雜Sr2+對CCMO（x～1）陶瓷的鐵電和磁性能的影響。Sr2+的摻雜可以達(dá)到10％，其極化強(qiáng)度得到增加，且極化消失的溫度也有顯著增加。Sr2+的摻雜增加了相應(yīng)溫度下的磁化率，磁性相變點(diǎn)與鐵電相變點(diǎn)產(chǎn)生明顯分離。介電常數(shù)開始偏離高溫的