多鐵性金屬有機框架的磁電耦合效應(yīng)研究.pdf

1、金屬有機框架(MOF)具有結(jié)構(gòu)豐富，可調(diào)性強等特點，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)的例子相對較少。為了獲得較強磁電耦合效應(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)。主要開展了以下幾個方面的工作:
　　1.以紅砷鎳礦型MOF化合物[NH2(CH3)2][FeⅢMnⅡ(HCOO)6](1)為研究對象，對該化合物存在的介電弛豫行為進行表征。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)，通過自旋傾斜的磁有序誘導(dǎo)鐵電相變。基于化合物1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)。論文中對不同溫度區(qū)間的磁電效應(yīng)機理做了簡單的分析。
　　2.選取混合價態(tài)化合物[NH2(CH3)2][FeⅢFeⅡ(HCOO)6](2)為研究對象，通過單晶結(jié)構(gòu)，DSC等測試手段表征化合物的結(jié)構(gòu)相變過程。對化合物的單晶樣品進行介電、熱釋電等電學(xué)方面測試，結(jié)合磁學(xué)性質(zhì)，發(fā)現(xiàn)3.5 K時化合物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?的磁電測試證實具有較強的磁電耦合性能。
　　3.繼續(xù)以上一章的化合物2為研究對象，通過介電溫譜、光譜測試及直流電導(dǎo)等測試方法對其電荷轉(zhuǎn)移過程進行表征，同時通過熱釋電測試其電極化大小，證明化合物2是一例電子鐵電型MOF材料。對化合物的外場調(diào)控作用進行探究，證明其介電常數(shù)在高于室溫可受磁場和直流偏置電場調(diào)控。