《PHYSICAL REVIEW APPLIED》报道我校与合作者在铁酸铋的准极化子表面极化研究

2022-11-10来源:理学院作者:张家睿审核人:李鸿涛编辑:李英阅读:1650

近日,我校理学院陈恺副教授和桂林理工大学刘来君教授、常熟理工大学韩志达教授为共同通讯作者,在美国物理学会APS期刊PHYSICAL REVIEW APPLIED上发表了关于BiFeO3(BFO)中准极化子表面极化的工作,合作者还包括袁国亮教授。我校为第一单位,我校张家睿硕士研究生为第一作者。

最近,在BFO(001)取向单晶的最表层30–50 nm厚度范围、约6×6μm的单个铁电畴内,观察到约600×600 nm的三重k取向磁子畴,这归结于磁电耦合效应,使未被完全屏蔽的极化的体k摆线在表面失稳。当嵌套畴结构为自旋电子器件应用提供可能时,漏极化的机制尚不清楚,但对畴结构有很重要的影响。首先,本工作讨论体极化为带自旋的“-O-Bi-O-Fe-O-”型的三维偶极子链网络。其次,本工作通过比较圆形电极的材料和直径对介电、极化和磁性的影响,并物理上引入了准极化子和反向铁电性,确定了未被体极化完全屏蔽且涉及磁电耦合的泄漏极化。

图1:(a)(c)为Ag和Au电极材料和不同直径的BFO室温介电频率谱,(b)(d)为对应的相对变化率,定义为[ε'(Ag/Au:1.5 or Ag/Au:3.0) − ε'(Ag/Au:6.0)]/ε'Ag:6.0 

 图2:不同电极材料和尺寸的样品室温复介电图

 图3. 在3600伏不同频率下样品的室温P-V回线

图4. 样品Ag:3.0(a和c)和样品Ag:6.0(b和d)在一个周期内Pcr的频率依赖性和相应电流的时间依赖性。所有样品(e和f)的磁滞回线