正交铁氧体中室温铁电性的反位缺陷机制
材料科学
2021-07-21 v1
摘要
能够在室温以上实现铁电有序与磁有序共存单相多铁材料极为难得，这推动着人们在磁性氧化物中持续探寻非常规铁电性的产生机制。本文报道了钇正交铁氧体 YFeO3（一种钙钛矿结构的倾斜反铁磁体）外延薄膜中室温铁电性的一种反位缺陷机制。压电响应力显微镜、像差校正扫描透射电子显微镜的原子级分辨元素 mapping 以及密度泛函理论计算相结合表明，YFe 反位缺陷的存在促进了非中心对称畸变，从而诱发铁电性。该机制预计对其他稀土正交铁氧体以类似方式起作用，且极化强度依赖于稀土阳离子的半径。此外，由磁弹性氧化物 CoFe2O4 支柱外延嵌入 YFeO3 基体中构成的垂直排列纳米复合材料，在室温下同时表现出稳健的铁电性与亚铁磁性，以及明显的应变介导磁电耦合效应。我们的工作揭示了反位缺陷在一类磁性正交铁氧体中提供铁电性新机制方面的独特作用，并进一步增强了该复杂氧化物家族在多铁应用中的功能。
引用
@article{arxiv.2103.10338,
title = {An antisite defect mechanism for room temperature ferroelectricity in orthoferrites},
author = {Shuai Ning and Abinash Kumar and Konstantin Klyukin and Jong Heon Kim and Tingyu Su and Hyun-Suk Kim and James M. LeBeau and Bilge Yildiz and Caroline A. Ross},
journal= {arXiv preprint arXiv:2103.10338},
year = {2021}
}