多铁TbMn1-xFexO3晶体材料的制备与表征

项目名称： 多铁TbMn1-xFexO3晶体材料的制备与表征

项目编号： No.51202218

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 无机非金属材料学科

项目作者： 王顺利

作者单位： 浙江理工大学

项目金额： 25万元

中文摘要： 多铁材料由于具有磁电耦合的特性而受到人们广泛的关注，关于多铁体系中磁电耦合的机制仍有争议，有待深入研究。TbMnO3 是一种典型的多铁材料，在低温下具有螺旋状磁结构，铁电极化的机制较为复杂，申请人所在研究组前期关于TbMnO3的中子衍射研究发现，在低温下存在一种新的磁电耦合相，认为Tb在这种新相的形成过程中起到了主导作用，这与目前文献报导关于TbMnO3 多铁机制存在较大分歧，为了进一步验证我们的结论，本项目分别利用固相烧结法和助熔剂法（Flux）制备一系列不同Fe掺杂的TbMn1-xFexO3晶体材料，分析助熔剂对单晶生长的影响。研究掺杂对单晶晶体结构和磁结构的影响规律。结合材料物性测量和第一性原理计算来研究不同掺杂对低温下磁结构和各个离子之间耦合作用的影响规律，进而分析Tb在磁电耦合中的作用，试图给出一个明确的解释。

中文关键词： 晶体生长；多铁材料；磁电耦合；第一性原理；

英文摘要： Multiferroic materials have been increasingly studied in recent years due to the possibility of substantial coupling between the ferroic properties within a single phase. However, the underlying magnetoelectric coupling mechanism is not clearly understood and needs to be investigated in depth. TbMnO3 is one of typical multiferroics, and has spiral spin systems and its ferroelectricity mechanism is complicated. It was founded that there is a new magnetoelectric coupling phase in low temperature, and Tb dominates in the formation of the new phase based on our previous Neutron diffraction study of TbMnO3. It contradicts with other reports. To clarify this, in this project different Fe doped TbMn1-xFexO3 crystalized samples will be synthesized by a traditional solid state reaction method and PbO flux method, and the magnetic structure is manipulated by doping Fe into Mn sites. The impact of the Fe doping on magnetic structure and interaction between ions for TbMn1-xFexO3 in low temperature will also be investigated by materials characteristics measurement and the first-principles calculation，furthermore, the role of Tb in magnetoelectric coupling will be analyzed.

英文关键词： Crystal growth；Multiferroics materials；Magnetoelectric coupling；The first-principles calculation；