多鐵性金屬有機(jī)框架的磁電耦合效應(yīng)研究.pdf

1、金屬有機(jī)框架(MOF)具有結(jié)構(gòu)豐富，可調(diào)性強(qiáng)等特點(diǎn)，因而作為新型的多鐵性材料具有很大的潛力。但是目前發(fā)現(xiàn)的多鐵性MOF材料中，磁電共存占據(jù)多數(shù)，具有磁電耦合效應(yīng)的例子相對(duì)較少。為了獲得較強(qiáng)磁電耦合效應(yīng)，可以考慮從第Ⅱ類多鐵性MOF材料入手，這類材料通過(guò)磁有序誘導(dǎo)鐵電極化，磁電耦合直接且內(nèi)稟，一般具有較強(qiáng)的磁電耦合性能;或者尋求作為第Ⅰ類多鐵性材料的電子鐵電型MOF化合物，這類材料的鐵電極化源于電荷有序，往往也具有較強(qiáng)的磁電耦合及介電可調(diào)

2、性。
　　本論文基于以上背景，以多鐵性金屬有機(jī)框架的磁電耦合效應(yīng)為課題，研究了第Ⅱ類多鐵性MOF材料以及電子鐵電型MOF材料的磁電耦合效應(yīng)。主要開(kāi)展了以下幾個(gè)方面的工作:
　　1.以紅砷鎳礦型MOF化合物[NH2(CH3)2][FeⅢMnⅡ(HCOO)6](1)為研究對(duì)象，對(duì)該化合物存在的介電弛豫行為進(jìn)行表征。根據(jù)磁學(xué)性質(zhì)，發(fā)現(xiàn)化合物1由于Dzyaloshinsky-Moriya(DM)相互作用產(chǎn)生了FeⅢ與MnⅡ非共線的亞

3、鐵磁結(jié)構(gòu)，通過(guò)自旋傾斜的磁有序誘導(dǎo)鐵電相變?；诨衔?為第Ⅱ類多鐵性材料，化合物在較寬的溫度范圍內(nèi)表現(xiàn)出磁電耦合效應(yīng)。論文中對(duì)不同溫度區(qū)間的磁電效應(yīng)機(jī)理做了簡(jiǎn)單的分析。
　　2.選取混合價(jià)態(tài)化合物[NH2(CH3)2][FeⅢFeⅡ(HCOO)6](2)為研究對(duì)象，通過(guò)單晶結(jié)構(gòu)，DSC等測(cè)試手段表征化合物的結(jié)構(gòu)相變過(guò)程。對(duì)化合物的單晶樣品進(jìn)行介電、熱釋電等電學(xué)方面測(cè)試，結(jié)合磁學(xué)性質(zhì)，發(fā)現(xiàn)3.5 K時(shí)化合物2在E//c方向上存在新

4、的鐵電極化相，該鐵電極化是通過(guò)晶體內(nèi)部缺陷引起了上上下下（↑↑↓↓）的自旋序誘導(dǎo)，屬于典型的第Ⅱ類多鐵性材料?；衔?的磁電測(cè)試證實(shí)具有較強(qiáng)的磁電耦合性能。
　　3.繼續(xù)以上一章的化合物2為研究對(duì)象，通過(guò)介電溫譜、光譜測(cè)試及直流電導(dǎo)等測(cè)試方法對(duì)其電荷轉(zhuǎn)移過(guò)程進(jìn)行表征，同時(shí)通過(guò)熱釋電測(cè)試其電極化大小，證明化合物2是一例電子鐵電型MOF材料。對(duì)化合物的外場(chǎng)調(diào)控作用進(jìn)行探究，證明其介電常數(shù)在高于室溫可受磁場(chǎng)和直流偏置電場(chǎng)調(diào)控。