室温大极化的磁控制
材料科学
2009-02-24 v2
摘要
许多作者将大电极化的室温磁开关称为磁电效应的圣杯。我们利用磁和铁电弛豫纳米区域之间耦合的新物理过程，报道了这一长期寻求的效应。在此，我们报道了正常铁电态与铁电弛豫态之间的磁开关。这既产生了一种新的室温单相多铁磁电材料 PbZr0.46Ti0.34Fe0.13W0.07O3，其极化、损耗（<4%）和电阻率（通常为 10^8 - 10^9 ohm.cm）等于或优于 BiFeO3，也产生了一种新且非常大的磁电效应：不是通过施加磁场 H 从 +Pr 开关到 -Pr，而是通过施加小于1特斯拉的 H 从 Pr 开关到零。这种极化的开关并非由于常规的磁诱导相变，而是由于动态效应：增加 H 将弛豫时间延长了500倍，从 <200 ns 增至 >100 μs，并且它将极化弛豫和自旋弛豫强烈耦合。发散的极化弛豫时间精确符合修正的 Vogel-Fulcher 方程，其中冻结温度 Tf 被替换为临界冻结场 Hf，其值为 0.92 ± 0.07 特斯拉。这种场依赖性和临界场 Hc 是从无调节参数且具有 E2H2 耦合的球随机键随机场 (SRBRF) 模型中解析推导出来的。该器件允许三态逻辑（+Pr, 0, -Pr）以及电容变化超过5000%的电容器。
引用
@article{arxiv.0812.3875,
title = {Magnetic control of large room-temperature polarization},
author = {Ashok Kumar and G. L. Sharma and R. S. Katiyar R. Pirc and R. Blinc J. F. Scott},
journal= {arXiv preprint arXiv:0812.3875},
year = {2009}
}
备注
20 pages, 5 figures