郑伟 杜安

1) (东北大学理学院, 沈阳 110819)

2) (沈阳师范大学物理科学与技术学院, 沈阳 110034)

(2018 年 10 月 20 日收到; 2018 年 11 月 28 日收到修改稿)

建立了铁电/铁磁双层膜模型, 铁电层的电矩用连续标量描述, 而铁磁层的自旋应用经典矢量描述. 利用蒙特卡罗方法模拟了体系的热力学性质和极化、磁化行为. 给出了零场下体系的内能、比热、极化和磁化随温度变化的关系, 并分别研究了体系在外磁场和外电场下的极化和磁化行为. 模拟结果表明, 双层膜体系的内能、比热、极化和磁化性质因层间耦合系数的不同而明显不同, 当界面耦合较弱时, 双层膜表现出各自的热力学性质, 当层间耦合增强到一定程度时, 双层膜耦合为一个整体, 表现出统一的热力学性质. 该双层膜在外场中形成电滞回线和磁滞回线, 并表现出偏置特性, 界面耦合强度和温度影响滞后回线和偏置现象.

1 引 言

近年来, 随着现代工业向着器件微型化、需求多样化发展, 对多功能材料的需求变得更为迫切.多铁性材料就是一类典型的多功能材料, 能够同时具备铁电、铁磁、铁弹、压电、压磁等多种特性[1],而且由于多种有序态共存引起材料中新的耦合作用, 从而衍生出很多新的性能, 大大开拓了铁性材料的应用范围. 作为重要的先进功能材料, 多铁性材料已被广泛应用于换能器、传感器、存储器、微驱动器等电子器件[2−6].

基于应用上的广泛需要, 对多铁性材料的研究已成为目前国际上新的研究热点……