稀土-铬-硫化合物的Jahn-Teller效应与磁电耦合研究

批准号:
10974244
项目类别:
面上项目
资助金额:
37.0 万元
负责人:
王芳卫
依托单位:
学科分类:
A2007.磁学及自旋电子学
结题年份:
2012
批准年份:
2009
项目状态:
已结题
项目参与者:
何伦华、张俊荣、王海霞、靳金玲
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中文摘要
多铁性材料是通过磁电耦合实现铁电性与磁性相互调控的重要功能材料,在自旋电子学、磁电传感器和其他领域有着广阔的潜在应用,是当前凝聚态物理和材料科学的研究热点之一。多种类型的多铁性体系被相继发现,但它们基本都是过渡金属氧化物,特别是具有钙钛矿及相关结构的复杂氧化物。本项目选择R2CrS4及相关化合物为研究对象,其空间群为Pca21,满足产生铁电的对称性条件,Cr3+离子与铜氧化物中Cu2+离子和锰氧化物中Mn3+离子一样,可产生Jahn-Teller局域畸变效应,但目前对该体系磁电性质、磁交换作用机制都缺乏研究。项目希望通过改变R2CrS4中稀土和过渡金属元素的化学成分,扩展化合物形成范围,系统研究其微观结构和基本磁电性质随成分、温度、磁场、电场等的演变,重点探索体系中Jahn-Teller效应、磁交换作用机制以及存在强磁电耦合的可能性,拓展对过渡金属化合物的结构与物性之间关系的认识。
英文摘要
利用传统的固相反应方法,成功合成了单相Y2CrS4的多晶样品,研究了它们的原子占位和Cr八面体中Cr-S键的键长和键角,给出CrS6八面体局域结构畸变的证据。在Y2CrS4反铁磁性半导体材料中,观察到负庞磁阻效应和庞磁容效应。利用第一性原理计算验证了Y2CrS4化合物属于典型的强关联体系,基态为反铁磁,存在明显的Jahn-Teller畸变,但CrS6八面体的JT畸变在长程序上可能相互抵消,导致化合物中不可能出现强的磁电耦合。因此,合成了两类新型的Cr基硫化物:ACrS2型化合物AgAlxCr1-xS2和CuAlxCr1-xS2与ACr2S4型化合物CoCr2S4。在掺杂AgAlxCr1-xS2和CuAlxCr1-xS2反铁磁材料中,观察到掺杂增强磁电耦合效应,并在AgAlxCr1-xS2系列观察到掺杂诱发的庞磁容效应。项目还拓展研究了另两类化合物的磁弹多铁行为和量子点中磁电耦合和操控。在NaZn13型稀土铁金属间化合物La(Fe,Si/Al)13的碳化物和氢化物中发现磁弹性耦合是驱动铁磁反铁磁相变的主要驱动力;在ABO3型氧化物PbCrO3中,理论上解释高压下晶格与磁性相互关联与耦合,说明体系可能存在铁磁-铁电-铁弹多重转变的可能;理论上扩展研究了自旋量子点对电信号传输的影响,为在量子体系中铁磁与电输运提供理论上的支持。在周期耦合量子点体系中,理论上建立了流经量子点体系的电流、自旋流以及电流变化率与周期场、偏压等外界控制量之间的关系,揭示了量子纠缠电测量的可能性。为保障了项目的磁电耦合测试,在原有购置设备的基础上,自主集成搭建一台磁电耦合测量装置。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI:10.1088/1674-1056/21/4/046101
发表时间:2012-04
期刊:Chinese Physics B
影响因子:1.7
作者:Zhi-Cui Wang;Lunhua He;Hai Wang;Liu Rongdeng;Fangwei Wang
通讯作者:Zhi-Cui Wang;Lunhua He;Hai Wang;Liu Rongdeng;Fangwei Wang
DOI:10.1088/1674-1056/19/3/030308
发表时间:2010
期刊:Chinese Physics B
影响因子:1.7
作者:Wang Hai-Xia;Yin Wen;Wang Fang-Wei
通讯作者:Wang Fang-Wei
DOI:10.7498/aps.59.5241
发表时间:2010-08
期刊:Acta Physica Sinica
影响因子:1
作者:Wang Hai-Xia;Yin Wen;Wang Fang-Wei
通讯作者:Wang Fang-Wei
Spin current through double quantum dots with spin- and time-dependent interdot coupling
通过具有自旋和时间依赖性点间耦合的双量子点的自旋电流
DOI:10.1063/1.3554830
发表时间:2011-03
期刊:Journal of Applied Physics
影响因子:3.2
作者:Wang, Haixia;Yin, Wen;Wang, Fangwei
通讯作者:Wang, Fangwei
Structural and electronic properties of Y2CrS4 from first-principles study
第一性原理研究中 Y2CrS4 的结构和电子性质
DOI:--
发表时间:--
期刊:Eur. Phys. J. B
影响因子:--
作者:B.-T. Wang, W. Yin, W.-D. Li;F. Wang
通讯作者:F. Wang
新型近室温MgAgSb基热电材料结构及动力学属性的中子散射研究
- 批准号:11675255
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:70.0万元
- 批准年份:2016
- 负责人:王芳卫
- 依托单位:
尖晶石铬基硫化物ACr2S4磁电效应与磁热效应的研究
- 批准号:11274369
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:87.0万元
- 批准年份:2012
- 负责人:王芳卫
- 依托单位:
锰氧化物晶格自旋结构及动力学的中子散射研究
- 批准号:10375088
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:31.0万元
- 批准年份:2003
- 负责人:王芳卫
- 依托单位:
国内基金
海外基金
