钙钛矿型材料中磁电耦合的第一性原理研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    11374275
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    76.0万
  • 负责人：
    何力新
  • 依托单位：
    中国科学技术大学
  • 学科分类：
    A20.凝聚态物理
  • 结题年份：
    2017
  • 批准年份：
    2013
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2014-01-01 至2017-12-31

项目摘要

Multiferroics are materials in which the long range (anti)ferromagnetic and ferroelectric ordering coexist. Multiferroics have attracted great attention recently, because of their potential applications in novel multifunctional devices. It has recently been found that there is strong polar phonon-spin coupling in magnetic Perovskite material CaMnO3, which may be used to design novel, strong coupling multiferroic materials. In this project, we will study the magnetoelectric coupling in Perovskite materials using first-principles calculations, including：1. Clarify the microscopic origin of the strong polar phonon-spin coupling in CaMnO3 etc.; 2. Search for novel magnetoelectric coupling mechanism in multiferroic Perovskite superlattices,and paths to improve the magnetic ordering temperature and magnetoelecgtric coupling strengths; and 3. The physical properties of multiferroic Perovskite superlattices under electric and magnetic field. We hope to advance the progress in searching for novel multiferroic materials with high working temperature and strong magnetoelectric coupling strengths for device applications.
多铁性材料是指具有多重铁性的材料。多铁性材料为信息器件的多功能化，和小型化开辟了一条崭新的途径。最近的研究表明CaMnO3等磁性钙钛矿中存在非常强的极化声子与自旋的耦合，可以用于设计新型的，强耦合的多铁性材料。在本项目中，我们拟通过第一性原理计算的方法研究钙钛矿材料中的磁电耦合效应，包括：1. 澄清 CaMnO3 等一类钙钛矿中强自旋-极化声子耦合的微观起源；2.探索钙钛矿多铁性超晶格中磁电耦合的新机理，探讨提高多铁性超晶格转变温度和耦合强度的有效手段；3. 研究电场和磁场等对多铁性超晶格磁电性质的调控。通过本项目的研究，推动寻找实用化的高温，强耦合的新型多铁性材料的进程。

结项摘要

在本项目中，我们主要拟通过第一性原理计算的方法研究钙钛矿材料中的磁电耦合效应，包括：澄清 CaMnO3 等一类钙钛矿中强自旋-极化声子耦合的微观起源；探索钙钛矿多铁性超晶格中磁电耦合的新机理，探讨提高多铁性超晶格转变温度和耦合强度的有效手段； 研究电场和磁场等对多铁性超晶格磁电性质的调控。通过本项目的研究，推动寻找实用化的高温，强耦合的新型多铁性材料的进程。围绕研究任务，我们研究了若干多铁性材料的磁电耦合机制，并研究了界面效应对磁电耦合的调控，取得了一系列重要的研究成果，完成了预定的研究目标。主要成果包括：1. 澄清了RbFe(MoO4)2的多铁性机制，铁电的起源主要有两个，即面内螺旋磁结构导致的电荷转移，和二阶逆Dzyaloshinskii-Moriya效应导致的晶格形变。2. 最近实验上发现六角相LuFeO3 (hLFO)是一种少见的室温多铁性材料。我们利用第一性原理研究了该材料中磁-声子的耦合机制。我们发现磁性与K3声子模的耦合是自旋旋转的驱动力。K1模和K3模的竞争决定了磁相变的温度和自旋取向。我们提出通过界面调控或外电场的方法，有可能提高TR的相变温度，从而实现室温的铁磁-铁电体。3. 发现新型的室温强耦合的多铁性材料是多铁性材料实际应用的关键。们计算发现CaTcO3/BaTcO3超晶格具有816K的Neel温度，因而是室温的多铁性材料。4. 我们发现LiBO3 (B=V, Nb, Ta, Os)是超铁电体。同时我们发现在超铁电材料中，短程的化学健作用导致铁电性，与传统铁电的机制完全不同。这个工作不仅丰富了我们对铁电机制的理解，也为我们寻找新型的超铁电材料提供了指导。

项目成果

期刊论文数量（14）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
Slow exciton spin relaxation in single self-assembled In1-xGaxAs/GaAs quantum dots
单个自组装 In1-xGaxAs/GaAs 量子点中的慢激子自旋弛豫
  • DOI：
    10.1103/physrevb.89.245305
  • 发表时间：
    2014
  • 期刊：
    PHYSICAL REVIEW B
  • 影响因子：
    3.7
  • 作者：
    Wei Hai;Guo Guang-Can;He Lixin
  • 通讯作者：
    He Lixin
Structural and electronic origin of the magnetic structures in hexagonal LuFeO3
六方 LuFeO3 中磁性结构的结构和电子起源
  • DOI：
    10.1103/physrevb.90.014436
  • 发表时间：
    2013-12
  • 期刊：
    Physical Review B
  • 影响因子：
    3.7
  • 作者：
    Wang Hongwei;Solovyev Igor V.;Wang Wenbin;Wang Xiao;Ryan Philip J.;Keavney David J.;Kim Jong-Woo;Ward Thomas Z.;Zhu Leyi;Shen Jian;Cheng X. M.;He Lixin;Xu Xiaoshan;Wu Xifan
  • 通讯作者：
    Wu Xifan
Gradient optimization of finite projected entangled pair states
有限投影纠缠对态的梯度优化
  • DOI：
    10.1103/physrevb.95.195154
  • 发表时间：
    2016-11
  • 期刊：
    Physical Review B
  • 影响因子：
    3.7
  • 作者：
    Liu Wen-Yuan;Dong Shao-Jun;Han Yong-Jian;Guo Guang-Can;He Lixin
  • 通讯作者：
    He Lixin
Efficient scheme for experimental quantification of non-Markovianity in high-dimensional systems
高维系统中非马尔可夫性实验量化的有效方案
  • DOI：
    10.1103/physreva.91.042317
  • 发表时间：
    2015
  • 期刊：
    Physical Review A
  • 影响因子：
    2.9
  • 作者：
    Dong S. -J.;Liu B. -H.;Han Y. -J.;Guo G. -C.;He Lixin
  • 通讯作者：
    He Lixin
The origin of hyperferroelectricity in LiBO(3) (B = V, Nb, Ta, Os).
LiBO3 超铁电性的起源（B = V、Nb、Ta、Os）
  • DOI：
    10.1038/srep34085
  • 发表时间：
    2016-10-03
  • 期刊：
    Scientific reports
  • 影响因子：
    4.6
  • 作者：
    Li P;Ren X;Guo GC;He L
  • 通讯作者：
    He L

数据更新时间：{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI：
    {{ item.doi || "--"}}
  • 发表时间：
    {{ item.publish_year || "--" }}
  • 期刊：
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子：
    {{ item.factor || "--"}}
  • 作者：
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者：
    {{ item.author }}

数据更新时间：{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者：
    {{ item.authors }}

数据更新时间：{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者：
    {{ item.authors }}

数据更新时间：{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者：
    {{ item.authors }}

数据更新时间：{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者：
    {{ item.authors }}

数据更新时间：{{ patent.updateTime }}

其他文献

其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI：
    {{ item.doi || "--" }}
  • 发表时间：
    {{ item.publish_year || "--"}}
  • 期刊：
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子：
    {{ item.factor || "--" }}
  • 作者：
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者：
    {{ item.author }}
empty
内容获取失败，请点击重试
重试联系客服
title开始分析
查看分析示例
此项目为已结题，我已根据课题信息分析并撰写以下内容，帮您拓宽课题思路：

AI项目思路

AI技术路线图

何力新的其他基金

第一性原理杂化泛函方法发展及其在钙钛矿太阳能电池材料中的应用
  • 批准号：
    12134012
  • 批准年份：
    2021
  • 资助金额：
    315 万元
  • 项目类别：
    重点项目
铁电材料光伏效应的第一性原理基础研究
  • 批准号：
    11774327
  • 批准年份：
    2017
  • 资助金额：
    63.0 万元
  • 项目类别：
    面上项目
半导体量子点物性及其在量子信息中应用的基础研究
  • 批准号：
    10674124
  • 批准年份：
    2006
  • 资助金额：
    30.0 万元
  • 项目类别：
    面上项目

相似国自然基金

{{ item.name }}
  • 批准号：
    {{ item.ratify_no }}
  • 批准年份：
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额：
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别：
    {{ item.project_type }}

相似海外基金

{{ item.name }}
{{ item.translate_name }}
  • 批准号：
    {{ item.ratify_no }}
  • 财政年份：
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额：
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别：
    {{ item.project_type }}
{{ showInfoDetail.title }}

作者：{{ showInfoDetail.author }}

知道了

AI项目解读示例

课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
关闭
close
客服二维码