磁电“联姻”靠弹性

2018-11-18 09:09:30 来源: 科技日报 作者: 孟祥丽 史俊斌

科技日报西安11月18日电(孟祥丽 记者 史俊斌)记者18日从西安交通大学获悉,该校前沿科学研究院娄晓杰教授课题组及其合作者成功实现了高质量、大尺寸的金属甲酸骨架单晶的制备,并发现在[(CH3)2NH2][Ni(HCOO)3]杂化钙钛矿材料中,铁电、弱铁磁、铁弹等多重铁性有序存在由晶格自发应变调制的静态和动态耦合行为。其相关研究成果以“金属有机多铁材料中的应变耦合与动态弛豫”为题,11月13日于国际材料领域权威期刊《先进功能材料》在线发表。

多铁材料是指同时具有两种或两种以上铁性有序(包括铁电、磁性、铁弹等)的一类智能材料,已入选2007年度美国《科学》杂志公布的凝聚态物理领域的重要热点科学问题。由于铁电和磁性互斥的天然属性,迄今为止,仅在极少数的单相无机氧化物中发现了多铁性。近年来,国内外科研人员相继发现了多种含有分子基团的类钙钛矿型新型多铁材料,由于该类材料结构与组成高度可控,具有重要的科学价值和应用潜力。然而,其磁和电是否在原子尺度存在“联姻”并没有明确、清晰的实验证据支撑。

科研人员研究发现,在该单晶材料的铁电相变附近出现了同传统氧化物钙钛矿截然不同的声学损耗现象,表明有序-无序铁电相变同晶格应变存在明显耦合,同时在弱铁磁和自旋重取向转变点附近也存在自旋-晶格耦合,即磁和电通过共同的弹性应变得到了“联姻”。该成果表明在分子基多铁体系中,通过灵活的离子、分子基团调控,实现更强的多重铁性有序耦合效应,通过简便的成膜制备,实现更大的应变调控。有助于统无机氧化物单相多铁材料、复合多铁材料的磁电耦合机制与性能调控。

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责任编辑:冷媚
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