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磁电效应的产生原理----编带磁珠

发布时间:2014-12-20 11:21:53 浏览:

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  单相磁电材料是指资料中只有一种相结构,磁电资料包括单相磁电资料和多相复合磁电材料。其包括纯单相物质,如BiFeO3Cr2O3YMnO3等,以及单相固溶体,如BiFeO3.BaTiO3等,而多相复合磁电材料是指资料中一般包括两种相结构,即铁电相与铁磁相,并且两相保持各自的性质。

  表征磁电效应的物理量是磁电转换系数,但不管是单相磁电材料还是多相复合磁电材料。对于多相复合材料,磁电效应的发生一般认为是磁电资料中铁电相的压电效应与铁磁相的磁致伸缩效应的乘积效应,其可表示为复合材料的磁电转换系数,分别为复合资料中铁磁相的磁致伸缩效应与铁电相的压电效应,及(1x分别为复合资料中铁磁相和铁电相的体积分数;k1和k2因两相资料相互稀释引起的各单相特性的减弱系数。

  又可分为磁一电资料与铁电一铁磁性材料,对于单相磁电材料。磁一电材料是指只具有自旋一轨道有序,而不具有铁电有序的物质,因此该种资料对外不显铁电性,如CrOGaFeO3Y3Fe5O12等材料,这种资料的磁电耦合是起源于作为微扰的外电场或外磁场,其来源于以下5个方面的相互作用:① 对称交换作用;② 偶极子相互作用;③ 反对称交换作用;④ 单离子各向异性;⑤ 塞曼能量。

  即具有铁电性(或反铁电性)又具有铁磁性(或反铁磁性)这种资料的磁电耦合来自于两部分:外场作用下的耦合以及本征耦合,铁电一铁磁性材料是指具有自发的自旋磁化和铁电极化的磁电材料。其耦合机理尤其是本征耦合还有待研究,一般认为该种材料的本征耦合是通过磁畴与电畴的相互作用,但很久以来一直没有在单相资料中观察到纵横交错相互联系的磁畴与电畴,直到2002年,M.Fiebig等通过光学二次谐波发生(SHG成像法才发现YMnO3中确实具有相互关联的磁畴与电畴,磁电效应的发生是通过畴壁之间的相互作用,且两者的相互作用是通过铁磁畴的压磁效应以及铁电畴的压电效应来实现的如图1示。图中没出现铁电畴畴壁是因为在资料中任何一个铁电畴都随同着铁磁畴的耦合,所以铁电畴始终与磁畴同时出现。粗的正负号对应着反铁磁畴的序参量方向,细的正负号对应着铁电畴的序参量方向。

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