New concepts in multiferroics and magnetroelectrics
多铁性和磁电学的新概念
基本信息
- 批准号:EP/J003557/1
- 负责人:
- 金额:$ 82.36万
- 依托单位:
- 依托单位国家:英国
- 项目类别:Research Grant
- 财政年份:2011
- 资助国家:英国
- 起止时间:2011 至 无数据
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
Multiferroics and magnetoelectrics are materials that develop a ferroelectric polarization in a magnetic state, either spontaneously or in a magnetic field. Because they can in principle convert electric into magnetic signals, it has been proposed that they could be used as key components in a new generation of information storage and processing devices, alternative and better than the familiar magnetic (e.g., hard disks) and ferroelectric (e.g., smart-card chips) storage media. A true renaissance in the field was triggered by the discovery of a new class of multiferroics, in which magnetism and ferroelectricity are tightly coupled. However, after almost a decade of research, no material has yet emerged as a viable candidate for applications, since the observed effects are weak and generally restricted to low temperatures. Here, we propose to explore at the fundamental level a number of novel concepts, which depart in a radical way from the thoroughly-explored `cycloidal magnetism' paradigm. In particular, we will attempt to unlock the potential of the strongest of the mageto-electric interactions, the so-called `exchange striction' effect. In contrast to the weaker effects mostly considered so far, obtaining electrical polarisation from exchange striction requires an exquisite control of the crystal symmetry and of the magnetic interactions at the atomic level. We propose to employ an innovative research methodology, which combines conventional measurements of electrical and magnetic properties, `imaging' of the spins and electric dipoles at different length-scales, from atomic to macroscopic, and state-of-the-art ab-initio theoretical calculations of the static and dynamic properties of these systems, both at low temperatures and at room temperature. The breakthrough we seek is a new microscopic "working principle" that can be deployed to perfect practical multiferroics and magnetoelectrics materials. Our new approach, which strongly emphasizes the interface between theory and experiments, will also pave the way for similar studies on related classes of materials, with applications in information storage, energy conversion and storage and many others.
多铁性和磁电性是在磁性状态下自发或在磁场中产生铁电极化的材料。由于它们原则上可以将电信号转换为磁信号,因此有人提出它们可以用作新一代信息存储和处理设备的关键组件,替代并优于熟悉的磁性(例如硬盘)和铁电(例如,智能卡芯片)存储介质。该领域真正的复兴是由一类新型多铁性材料的发现引发的,其中磁性和铁电性紧密耦合。然而,经过近十年的研究,还没有材料成为可行的应用候选材料,因为观察到的效应很弱并且通常仅限于低温。在这里,我们建议从根本上探索一些新颖的概念,这些概念与彻底探索的“摆线磁力”范式截然不同。特别是,我们将尝试释放最强的磁电相互作用的潜力,即所谓的“交换严格”效应。与迄今为止主要考虑的较弱效应相反,从交换严格中获得电极化需要对晶体对称性和原子水平上的磁相互作用进行精确控制。我们建议采用一种创新的研究方法,该方法结合了电学和磁学特性的传统测量、自旋和电偶极子在不同长度尺度(从原子到宏观)的“成像”,以及最先进的从头算这些系统在低温和室温下的静态和动态特性的理论计算。我们寻求的突破是一种新的微观“工作原理”,可以用来完善实用的多铁性和磁电材料。我们的新方法强烈强调理论与实验之间的接口,也将为相关类别材料的类似研究铺平道路,并在信息存储、能量转换和存储等领域得到应用。
项目成果
期刊论文数量(10)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Noncoplanar and counterrotating incommensurate magnetic order stabilized by Kitaev interactions in ?-Li(2)IrO(3).
α-Li(2)IrO(3) 中的非共面和反向旋转不相称磁序通过 Kitaev 相互作用稳定。
- DOI:http://dx.10.1103/physrevlett.113.197201
- 发表时间:2014
- 期刊:
- 影响因子:8.6
- 作者:Biffin A
- 通讯作者:Biffin A
Non-ferroelectric nature of the conductance hysteresis in CH3NH3PbI3 perovskite-based photovoltaic devices
CH3NH3PbI3 钙钛矿光伏器件电导磁滞的非铁电性质
- DOI:http://dx.10.48550/arxiv.1504.05454
- 发表时间:2015
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Beilsten
- 通讯作者:Beilsten
Polarization memory in the nonpolar magnetic ground state of multiferroic CuFeO 2
多铁性CuFeO 2 非极性磁基态的极化记忆
- DOI:10.1103/physrevb.94.144411
- 发表时间:2016-10-07
- 期刊:
- 影响因子:3.7
- 作者:J. Beilsten;s;s;SJ Magorrian;F. Foronda;D. Prabhakaran;P. Radaelli;R. Johnson
- 通讯作者:R. Johnson
First-principles study of structurally modulated multiferroic CaMn 7 O 12
结构调制多铁性CaMn 7 O 12 的第一性原理研究
- DOI:http://dx.10.1103/physrevb.91.064422
- 发表时间:2015
- 期刊:
- 影响因子:3.7
- 作者:Cao K
- 通讯作者:Cao K
First-principles study of multiferroic RbFe(MoO$_4$)$_2$
多铁性RbFe(MoO$_4$)$_2$的第一性原理研究
- DOI:http://dx.10.48550/arxiv.1403.1413
- 发表时间:2014
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Cao K
- 通讯作者:Cao K
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