磁电材料中新型元激发的理论研究

项目名称： 磁电材料中新型元激发的理论研究

项目编号： No.11374056

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 向红军

作者单位： 复旦大学

项目金额： 76万元

中文摘要： 由于磁电耦合的存在，磁电体系中的元激发表现出一些不同寻常的现象：（1）磁序的形成可能导致声子频率的反常移动和模式劈裂；（2）动态磁电耦合会引起自旋振荡和晶格振动的耦合，从而出现了电激活的磁振子，即电磁振子。然而，磁电体系动态磁电耦合的微观物理机制仍不清晰。在本项目中，我们将结合第一性原理计算和模型哈密顿方法来研究磁电体系的新型元激发现象。特别地，我们将发展计算自旋-声子耦合参数的第一性原理方法。通过采用二次量子化的方法求解总哈密顿，我们可以获得声子，磁振子，及电磁振子的频率和模式，进而计算由于这些激发导致的红外吸收光谱。利用这个方法，我们将研究磁电体系（BiFeO3，氧化物界面体系等）的自旋-声子耦合的机制，研究磁序对声子频率和简并度的影响；理解各种磁电体系（TbMnO3等）电磁振子的微观机制，发展描叙动态磁电耦合的统一模型。该项目的开展将进一步推动磁电材料在磁振子学等领域的实际应用。

中文关键词： 电磁振子；自旋声子耦合；密度泛函理论；多铁性；磁电耦合

英文摘要： Due to the magnetoelectric coupling, there are peculiar elementary excitations in magnetoelectric systems: (1) The magnetic order might induce the anomalous shift of the phonon frequency and/or the splitting of the phonon modes. (2) The dynamics magnetoel

英文关键词： electromagnon；pin-phonon coupling；density functional theory；multiferroic；magnetoelectric coupling