铁性纳米棒中由内禀表面应力诱导的巨大磁电效应

在唯象理论框架下，提出了考虑铁性纳米棒中磁电效应的通用方法。自由能中包含了内禀表面应力、磁致伸缩和电致伸缩以及压电和压磁效应。研究表明，弯曲纳米粒子表面下的内禀表面应力在铁电和铁磁转变温度的移动以及内置磁场和电场的出现中起着重要作用，这些量与纳米棒半径成反比。我们考虑了二次和线性磁电耦合系数的情况。线性耦合系数与半径无关，而二次耦合系数包含与纳米棒半径成反比的项，因此随半径减小而显著增大。由二次磁电耦合诱导的、在铁磁和铁电相变点附近预测的巨大相对介电可调性增加了 2-50 倍。当半径减小时，二次磁电耦合剧烈改变了铁性纳米棒的相图。特别是，二级相变可能变为一级相变，在零外电场和磁场下会出现以序参量连续集为特征的三相点态，而在外场下会出现三临界点。