EuTiO3纳米线的铁电性与铁磁性

我们预测了EuTiO3纳米线的铁电-铁磁多铁性质，并生成了温度与纳米线半径坐标下的相图。计算基于Landau-Ginzburg-Devonshire理论，其中唯象参数取自表格化的实验数据和第一性原理计算。由于块体EuTiO3在低于5.5 K的温度下为反铁磁性，在所有温度下均为顺电性，我们的目标是研究通过将块体缩减为纳米系统来诱导EuTiO3铁电和铁磁性质的可能性。我们的结果表明，由于固有的表面应力（与纳米线半径成反比），在EuTiO3纳米线中诱导出约0.1-0.5 C/m²的铁电自发极化。对于半径小于1 nm且典型表面应力系数约为15 N/m的纳米线，自发极化存在于低于300 K的温度下。由于强的双二次磁电耦合，自发极化反过来在EuTiO3中诱导出铁磁相：对于2 nm纳米线，温度低于30 K；对于4 nm纳米线，温度低于10 K。因此，我们预测EuTiO3纳米线可以成为新型的铁电-铁磁多铁材料。