多鐵性材料ErMnO3的磁性質(zhì)研究.pdf

1、多鐵性材料是一類集鐵電性和磁性于一身的多功能材料。這種新材料的出現(xiàn)為材料性能的大幅提升，器件小型化和多功能化提供了可能。六角晶格結(jié)構(gòu)的錳酸鹽RMnO3在室溫下本身就是一類鐵電極化的材料，在80～100 K附近會(huì)出現(xiàn)Mn3+離子的反鐵磁轉(zhuǎn)變。大量實(shí)驗(yàn)證實(shí)這類材料具有較強(qiáng)的磁電耦合，在磁相變附近往往伴隨介電性質(zhì)的異常。R位離子的不同對(duì)材料磁性質(zhì)的影響很大，在低溫下表現(xiàn)出很復(fù)雜的磁性質(zhì)，準(zhǔn)確認(rèn)識(shí)其基態(tài)的磁性質(zhì)對(duì)研究其磁電耦合機(jī)制十分重要。本論

2、文主要介紹了六角晶格RMnO3的磁性質(zhì)研究進(jìn)展，其中重點(diǎn)介紹了ErMnO3的單晶生長(zhǎng)過程，以及低溫下的磁化率與比熱行為。
　　 論文第一章介紹了單相多鐵材料的研究進(jìn)展，其中重點(diǎn)介紹了六角晶格RMnO3的磁性質(zhì)與磁電耦合效應(yīng)的研究。首先，我們給出了近些年來關(guān)于六角RMnO3的磁結(jié)構(gòu)研究情況，并指出了R位離子的不同會(huì)對(duì)材料的磁性質(zhì)產(chǎn)生重要影響。其次，仔細(xì)介紹了R位為非磁性離子的Y(Lu)MnO3以及R位為磁性離子的HoMnO3的物性

3、及磁相圖的研究情況，得出了六角晶格RMnO3中R3+離子的磁子晶格與Mn3+的磁子晶格之間的相互作用是低溫下復(fù)雜磁相圖的主要根源。最后一部分，介紹了ErMnO3材料的磁相圖研究進(jìn)展，并指出目前關(guān)于其磁性質(zhì)的研究工作仍不是很充分，仍存在許多問題，這也正是我們這篇論文工作的研究目的。
　　 論文的第二章，介紹了浮區(qū)法生長(zhǎng)ErMnO3單晶的過程，以及ErMnO3單晶沿不同方向的磁化率和比熱的測(cè)量結(jié)果。在單晶生長(zhǎng)部分，具體介紹了浮區(qū)法生

4、長(zhǎng)ErMnO3單晶的過程中存在的問題，以及我們解決問題的辦法。在測(cè)量部分，對(duì)得到的測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析討論，得出了與以前的研究工作一致的地方:零場(chǎng)比熱在～80K和～2.2K都出現(xiàn)了比熱尖峰，分別很好的對(duì)應(yīng)于Mn3+的反鐵磁轉(zhuǎn)變和90°的自旋轉(zhuǎn)向。通過在c方向加磁場(chǎng)，～2.2K處的比熱尖峰有很大的增強(qiáng)，用磁場(chǎng)下Er3+的磁轉(zhuǎn)變可以很好的解釋。但是利用目前大家對(duì)ErMnO3磁結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)來分析樣品沿不同晶軸方向磁化率的數(shù)據(jù)時(shí)，卻發(fā)現(xiàn)了一些問題。