多铁性材料中磁场感应的电极化翻转

摘要

本文首先将朗道的非本征铁电相变理论推广到多铁性材料的研究中，对于多铁性材料来说两个初级磁序参量可以在不同温度出现，这与传统意义上的非本征铁电体是不同的，也是多铁性材料的一个特点。在自由能表达式中我们特别加入磁和应力的耦合项，并且考虑了外磁场对铁电相变的影响。其次，基于朗道的非本征铁电相变理论的推广结论，研究了TbMnO<,3>和MnWO<,4>的磁电耦合效应。我们很好的解释了TbMnO<,3>和MnWO<,4>的一系列有趣的实验现象：例如，自发极化的形成机制，由外磁场引入的电极化翻转的原因，以及外场与温度对自发极化的大小和方向的影响等等。研究认为对于TbMnO<,3>来说Mn的横向磁序参量(即初级序参量的一个分量)是关键，Mn的横向磁序参量的出现导致了自发极化，而Mn的横向磁序参量在ac平面的旋转，即在ab平面存在一个新的Mn磁矩的螺旋反铁磁结构时，系统的电极化发生了翻转；对于MnWO<,4>来说螺旋平面的翻转是关键，即在bc平面Mn磁矩排列为螺旋反铁磁结构，并且自旋有序沿着c轴排列时系统出现了自发极化，而在ab平面存在一个新的Mn磁矩的螺旋反铁磁结构，并且自旋有序方向从c轴转向了b轴时，系统的电极化发生了翻转。

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文摘

英文文摘

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第一章引言

§1.1实验研究概况

§1.1.1稀土锰氧化物TbMnO3

§1.1.2锰钨铁矿体系MnWO4

§1.2理论研究概况

§1.3本文的主要工作

参考文献

第二章朗道非本征铁电相变理论在电磁体中的推广

§2.1朗道的非本征铁电相变理论

§2.1.1初级序参量和次级序参量

§2.1.2非本征铁电相变

§2.2朗道非本征铁电相变理论在多铁性材料中的推广

§2.2.1无外磁场下的模型

§2.2.2外磁场感应的极化翻转模型

§2.3结论

参考文献：

第三章多铁性材料中磁场下的电极化翻转

§3.1稀土锰氧化物TbMnO3

§3.1.1模型和计算

§3.1.2数值拟合结果

§3.2锰钨铁矿体系MnWO4

§3.2.1模型和计算

§3.2.2数值拟合结果

§3.3结论

参考文献

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