反铁磁多铁 Pb(Fe1/2Nb1/2)O3 及其与 PbTiO3 固溶体的磁电效应
材料科学
2017-03-08 v1
摘要
反铁磁体（AFM）目前被认为是自旋电子学和随机存取存储器中极具应用前景的材料，因为存储在 AFM 态中的信息对扰动磁场具有鲁棒性（P. Wadley 等，Science 351, 587 (2016)）。在这方面，AFM 多铁体可能是传统 AFM 的极具吸引力的替代品，因为磁性与铁电性的耦合（磁电效应）提供了通过电场控制和翻转 AFM 畴的绝佳可能性。本文报道了对 Pb(Fe1/2Nb1/2)O3 (PFN) 和 (1-x)Pb(Fe1/2Nb1/2)O3-xPbTiO3 (PFN-xPT) 单晶和高阻陶瓷中二次磁电（ME）效应的全面实验和理论研究。我们主要关注多铁相温度区间 T < 150 K，在该区间内 ME 耦合系数极大（与著名的多铁体 BiFeO3 相比）并在顺磁-反铁磁相变处出现符号反转。此外，我们在仅几 kOe 的磁场下观察到 AFM 相中强烈的 ME 响应非线性。为了描述 PFN 和 PFN-xPT 中 ME 效应上述反常特征的温度和磁场依赖性，我们使用了简单的唯象 Landau 方法，该方法出人意料地很好地解释了实验数据。我们的 ME 测量表明，仅 20-25 kV/cm 的电场即可翻转 AFM 畴并使其与铁电畴对齐，即使在 PFN 陶瓷样品中也是如此。
引用
@article{arxiv.1611.09899,
title = {Magnetoelectric effect in antiferromagnetic multiferroic Pb(Fe1/2Nb1/2)O3 and its solid solutions with PbTiO3},
author = {V. V. Laguta and V. A. Stephanovich and I. P. Raevski and S. I. Raevskaya and V. V. Titov and V. G. Smotrakov and V. V. Eremkin},
journal= {arXiv preprint arXiv:1611.09899},
year = {2017}
}
备注
24 pages, 9 figures