许彬课题组在PRL发表基于多铁铁酸铋亚铁电结构电控磁的研究工作
日期：
2024-08-07
浏览次数:
3
2024年7月24日，PRL报道了理论与与应用物理研究所许彬课题组的理论研究工作，该研究是关于在基于多铁铁酸铋的亚铁电结构中实现超低功耗电控磁及其物理机制，题目为“Electric Control of Magnetism in Multiferroic Rare-Earth-Substituted BiFeO3 with Ferrielectricity”。物理学院硕士生徐世纪为论文第一作者，许彬教授为通讯作者，物理学院博士生王鑫和美国阿肯色大学Laurent Bellaiche教授也参与了工作。多铁材料中的电控磁特性近年来获得广泛关注，特别是基于BiFeO3的室温多铁材料，目前最有希望应用于超低功耗存储和逻辑器件。然而，制约BiFeO3应用的两个重要原因是其具有较大的自发极化强度和矫顽场。此前有实验研究发现对BiFeO3进行稀土掺杂可以有效降低极化强度和矫顽场，甚至在多铁-铁磁异质结中观察到了磁电耦合效应，但其中电场控制磁性的微观机制并不明确。针对这一问题，许彬课题组应用基于第一性原理的有效哈密顿方法系统研究了Nd掺杂BiFeO3中电场对弱铁磁的控制。计算表明，稀土掺杂促进了亚铁电调制结构的出现，其极化强度和翻转势垒都显著降低，可获得远小于BiFeO3的电滞回线，且弱铁磁对电场有明显响应。课题组进一步通过Landau-Devonshire模型解释了这一电控磁现象，揭示了极化和弱铁磁之间的耦合是通过氧八面体转动间接实现的。此外，改变稀土组分和温度可以有效调节回线的大小（图1）。该工作提出的机制对实验上在基于稀土掺杂BiFeO3薄膜的磁性自旋阀结构中观察到的磁电耦合现象提供了理论解释，并有助于推动基于单相多铁材料低功耗自旋电子器件的发展。
Hot News
/
相关推荐
2025
-
01
-
14
点击次数:
19
来源：福建物质结构研究所近年来，圆偏振发光与上转换发光的融合吸引了科学家们的广泛关注。这种独特的上转换圆偏振发光现象，可以将未极化的低能光子转化为具有圆偏振特性的高能光子的反斯托克斯光学，为光学材料、生物医学成像以及量子信息处理等诸多前沿领域注入了无限可能。目前，这一现象已经在三重态-三重态湮灭上转换、双光子吸收以及上转换纳米粒子等体系得以实现。相较之下，稀土配合物的分子上转换因其可控合成、精确的...
2025
-
01
-
14
点击次数:
20
来源：哈尔滨工业大学哈工大全媒体（刘培香 王涛 王舒邈/文 王涛/图）近日，深圳校区材料科学与工程学院陈祖煌教授团队在铁电薄膜领域取得新进展，研究成果以《氮掺杂实现钙钛矿氧化物铁电性能的显著增强》（Large Enhancement of Ferroelectric Properties of Perovskite Oxides Via Nitrogen-incorporation）为题发表在《科...
2025
-
01
-
13
点击次数:
177
近期，中国科学院上海光学精密机械研究所空天激光技术与系统部王俊研究员团队在YIG磁光陶瓷离子切片及1.55 μm近红外和2.1 μm中红外片上隔离器应用方面取得进展。相关成果以“Study on ion slicing of iron garnet magneto-optic materials for near and mid-infrared on-chip optical isolators...
2025
-
01
-
13
点击次数:
159
北京大学物理学院量子材料科学中心王恩哥院士，凝聚态物理与材料物理研究所刘开辉教授、洪浩特聘副研究员、刘畅特聘副研究员与合作者在二维极性材料自发光伏领域取得重要进展。研究团队成功制备了高质量双面神极性二维材料MoSSe并构建了自发光伏光电探测器，可以实现高效（3 mA/W）、超快（50 ps）的光电流探测，是目前最薄的自发光伏器件。双面神极性二维材料自发光伏光电探测器有望在新一代高性能、高集成度以及...