论文部分内容阅读
多铁性材料是指材料的同一个相中包含两种及两种以上序参量,并且不同序参量存在耦合的一类材料。在这些材料中可以通过磁场控制电有序或者通过电场控制磁有序,从而引起理论和实验研究者广泛的研究兴趣。本文将首先介绍“狭义”的单相多铁性材料,随后指出寻找单相多铁性材料的难度在于铁电性和磁性的互斥,并简介目前单相多铁性材料的实验和理论研究现状。本文将特别关注具有LiNbO3型过渡金属氧化物,试图寻找新型的多铁性材料,其中存在两种不同的结构单元,分别对应着铁电性和铁磁性的来源。本文利用第一性原理计算方法对ScFeO3和PbNiO3晶体结构、铁电性质和磁性质进行计算,计算结果发现均为具有菱形畸变钙钛矿结构,空间群是R3c的反铁磁体,并均表现出良好的铁电性能。进一步与BiFeO3、LiNbO3、ZnSnO3和BiAlO3的计算结果比较发现可以基于双子格模型实现多铁性,其中铁电性主要由A位离子驱动,磁性由B位离子主导。并且磁性离子的加入会使铁电-顺电转变的能量增加,自发电极化强度增大。