氧化锶钛酸钡材料中室温磁电耦合
材料科学
2025-04-24 v1
摘要
磁电 (ME) 多费米体能够有效实现电信号与磁信号之间的相互转换，为显著降低下一代计算和信息技术中的能源消耗提供了途径。然而，尽管经过数十年的研究，磁电耦合在室温持续存在于单相材料中仍然极其罕见，这是由于磁点群施加的对称性约束以及铁电性和磁性电子需求之间的相互竞争所致。我们在通过专门的空位工程报告，在氧化锶钛酸钡中在 780 K 实现铁电性和铁磁性共存，并在室温下实现强大的磁电耦合，逆向磁电耦合系数最高可达498 ps/m。围绕钛空位的氧空位的非对称分布使钛原子位移和电荷注入成为可能，为铁电性和铁磁性提供了共同的来源，经原子尺度结构分析和第一性原理计算确认。磁电耦合机制表明，在电场作用下，氧空位的迁移导致电子构型的重新排列。我们的工作为设计多费米体提供了一条途径，克服了室温单相多费米体长期稀缺的难题。
引用
@article{arxiv.2504.16714,
title = {Room-temperature magnetoelectric coupling in strontium titanate},
author = {Zhen Yang and Cheng Ma and Mengqin Wang and Yuzhou He and Yuansha Chen and Fengxia Hu and Ye Yuan and Shuai Xu and Chen Ge and Er-jia Guo and Can Wang and Xiulai Xu and Guozhen Yang and Qinghua Zhang and Kui-juan Jin},
journal= {arXiv preprint arXiv:2504.16714},
year = {2025}
}
备注
20 pages,4 figures