通向钙钛矿基的铁性材料

摘要

铁电性、铁磁性和铁弹性是三种典型的铁性序^[1]。具有铁性序的材料被称为铁性材料，其在传感器、谐振器、无线通讯和数据存储等领域具有重要的应用价值^[2]。而铁磁性和铁电性共存的磁电多重铁性材料更是由于其诱人的应用前景而得到广泛的关注。一方面，强磁电耦合和弱磁电耦合的多重铁性材料可分别制成高速率低损耗的存储器和四态存储器^[3,4]；另一方面，这种材料也有利于电子器件的多功能化和小型化。然而，可用于室温的多重铁性材料非常稀缺，而且其磁电耦合机制往往有待阐明。我们利用基于群论的对称性分析和基于密度泛函理论的数值模拟，针对多重铁性材料做了一系列研究。我会在报告中对这些研究结果进行介绍，包括：（1）稀土钙钛矿氧化物中的磁致非本征铁电性和磁性补偿温度的起源^[5,6]；（2）钙钛矿超晶格的杂化非本征铁电性起源^[7]，及新型室温多重铁性超晶格设计^[8]；（3）掺杂铁电材料中的载流子屏蔽效应^[9]；（4）稀土铁氧体本征铁电性的应变诱导^[10,11]。

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[2] M E Lines and A M Glass, Principles and Applications of Ferroelectrics and Related Materials (Claredon Press, Oxford, 1977).

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[4] J Y Son et al, ACS Nano 7, 5522 (2013).

[5] H J Zhao et al, Nat Commun 8, 14025 (2017).

[6] H J Zhao et al, Phys Rev B 93, 014417 (2016).

[7] H J Zhao et al, Phys Rev B 89, 174101 (2014).

[8] H J Zhao et al, Nat Commun 5, 4021 (2014).

[9] H J Zhao et al, Physical Review B 97, 054107 (2018).

[10] H J Zhao et al, J Phys: Condens Matter 26, 472201 (2014).

[11] H J Zhao et al, J Phys: Condens Matter 27, 485901 (2015).

赵宏健，男，1987年出生于吉林长春。赵宏健于2010年6月毕业于浙江大学材料系，获学士学位；随后在浙江大学材料系攻读博士学位，并于2015年6月获得博士学位。随后，赵宏健于2016年1月在卢森堡科学技术研究院从事博士后研究工作至今。赵宏健长期从事铁性（铁电、磁性和多重铁性）材料的理论研究，包括：（1）利用对称性分析手段发展耦合铁性材料序参量的不变量，（2）利用密度泛函理论模拟设计新型铁性材料及预测铁性材料在高压/应变/掺杂下的新奇性能。报告人迄今为止共发表学术论文32篇，其中第一作者或通讯作者论文16篇，包括2篇Nature Communications，5篇Physical Review B，以及5篇Journal of Physics: Condensed Matter。