论文部分内容阅读
多铁性材料是一类集铁电性和磁性于一身的多功能材料。这种新材料的出现为材料性能的大幅提升，器件小型化和多功能化提供了可能。六角晶格结构的锰酸盐RMnO3在室温下本身就是一类铁电极化的材料，在80～100 K附近会出现Mn3+离子的反铁磁转变。大量实验证实这类材料具有较强的磁电耦合，在磁相变附近往往伴随介电性质的异常。R位离子的不同对材料磁性质的影响很大，在低温下表现出很复杂的磁性质，准确认识其基态的磁性质对研究其磁电耦合机制十分重要。本论文主要介绍了六角晶格RMnO3的磁性质研究进展，其中重点介绍了ErMnO3的单晶生长过程，以及低温下的磁化率与比热行为。
论文第一章介绍了单相多铁材料的研究进展，其中重点介绍了六角晶格RMnO3的磁性质与磁电耦合效应的研究。首先，我们给出了近些年来关于六角RMnO3的磁结构研究情况，并指出了R位离子的不同会对材料的磁性质产生重要影响。其次，仔细介绍了R位为非磁性离子的Y(Lu)MnO3以及R位为磁性离子的HoMnO3的物性及磁相图的研究情况，得出了六角晶格RMnO3中R3+离子的磁子晶格与Mn3+的磁子晶格之间的相互作用是低温下复杂磁相图的主要根源。最后一部分，介绍了ErMnO3材料的磁相图研究进展，并指出目前关于其磁性质的研究工作仍不是很充分，仍存在许多问题，这也正是我们这篇论文工作的研究目的。
论文的第二章，介绍了浮区法生长ErMnO3单晶的过程，以及ErMnO3单晶沿不同方向的磁化率和比热的测量结果。在单晶生长部分，具体介绍了浮区法生长ErMnO3单晶的过程中存在的问题，以及我们解决问题的办法。在测量部分，对得到的测量数据进行了分析讨论，得出了与以前的研究工作一致的地方:零场比热在～80K和～2.2K都出现了比热尖峰，分别很好的对应于Mn3+的反铁磁转变和90°的自旋转向。通过在c方向加磁场，～2.2K处的比热尖峰有很大的增强，用磁场下Er3+的磁转变可以很好的解释。但是利用目前大家对ErMnO3磁结构的认识来分析样品沿不同晶轴方向磁化率的数据时，却发现了一些问题。针对这些问题给出了详细的讨论。这些结果说明关于ErMnO3的磁结构和磁相图仍不是十分明确的。