文献综述
超晶格材料是两种不同组元以几个纳米到几十个纳米的薄层交替生长并保持严格周期性的多层膜，事实上就是特定形式的层状精细复合材料。而多铁性材料是指材料中包含两种及两种以上铁的基本性能，这些铁的基本性能包括铁电性（反铁电性），铁磁性（反铁磁性、亚铁磁性）和铁弹性。这类材料在一定的温度下同时存在自发极化和自发磁化，正是它们的同时存在引起的磁电耦合效应，使多铁性体具有某些特殊的物理性质，引发了若干新的、有意义的的物理现象，如：在磁场的作用下极化重新定向或者诱导铁电相变；在电场作用下磁化重新定向或者诱导铁磁相变；在Curie温度铁磁相变点附近产生介电常数的突变。多铁性材料已成为当前国际上研究的一个热点。且超晶格结构中存在着电荷、自旋和轨道的重组现象，并且可以通过外加的应变来调控体系中相应序参量的强弱。如何利用超晶格结构的这些特点，通过选择不同材料组分和结构来实现铁电性和磁性的共存也一直是材料研究领域的一个重要课题。这方面的尝试首先是在一些单相的薄膜材料中进行的。例如:通过采用不同衬底材料调控EuTi03薄膜材料的面内晶格常数可以促进铁电性和铁磁性的共存现象;Lee等人采用第一性原理的方法也预测了衬底应力作用下的SrMn03和SrCo03薄膜材料可以呈现多铁的性质。与此同时，复合多铁材料同样受到广泛的关注，诸如BaTi03与铁氧体的复合陶瓷，高分子及复合材料等。随着分子束外延技术的日趋完善，从原子尺度逐层生长超晶格和异质结结构成为可能，采用超晶格结构来设计多铁材料已经成为一个重要的研究方向。2008年，Bousquet等人研究了PbTi03/SrTi03的超晶格的介电性质，界面的存在破坏了体系的空间反演对称性，组分应力的失配迫使氧八面体旋转以释放界面应力，从而导致超晶格的铁电性，为研究铁电材料开辟了一条新的途径。根据Bousquet等人研究，Rondinelli等人和Gou等人对如何设计超晶格结构有利于铁电性提出了一些新的设想。尤其是如何在A位引入离子半径不同的原子来控制氧J`面体的旋转和极性畸变等。另外，通过用磁性离子替代B位离子的手段，自然可以在超晶格结构中实现磁性和铁电性共存的可能性，Rogdakis等人的研究证实了这一点。他们将Namn03(A-AFM),SrMn0AG-AFM),和LaMn03(A-AVM)组成一个三元的超晶格结构。在施加6T外磁场的情况下，体系的电极化增大了150%，而且这个变化与超晶格的结构关系很大，说明界面在其中起到了非常重要的作用。到目前为止，多铁材料的研究已经取得了丰硕的成果。实验上包括实现铁电性和铁磁性的共存，磁致铁电材料中的磁场调控电极化等，理论的研究对多铁材料中的磁电共存及祸合机制的探索也取得了很大的进展。本文主要探讨超晶格多铁性对化学应变的响应，首先杂化非寻常铁电性是指氧八面体扭转导致的铁电性，如果扭转体系中有磁性元素存在的话就有可能使体系具有新型多铁性，这类多铁性是近几年比较热门的研究课题。其次，钙钛矿超晶格中由于不同层中氧八面体扭转的方向和大小不同，使得两个不具有铁电性的钙钛矿在形成超晶格后会具有铁电性，由于钙钛矿ABO3中的B位可以用磁性元素来充当，所以在扭转的超晶格中可以出现铁电性和铁磁性，从而具有多铁性。本课题采用LaMnO3/RMnO3（R=Pr,Pm,Sm,Gd）超晶格为对象研究此类超晶格是否会出现多铁性，并研究化学应变（R元素的改变）对此类超晶格的铁电性和磁序的影响。LaMnO3是典型的钙钛矿结构（ABO3）型的“亚锰酸盐（manganate)”。理想的钙钛矿（ABO3）是立方结构，空间群为Pm3m，而实际的LaMnO3是晶格发生畸变的结构。LaMnO3的正交结构分层排布，从下向上，依次为MnO2层、LaO层、MnO2层和LaO层，第一层Mn和第二层Mn形成的MnO6八面体有不同的扭曲方式。LaMnO3具有半金属特性,Mn和O之间存在强烈的共价作用，我将据此研究LaMnO3/RMnO3（R=Pr, Pm,Sm, Gd）所形成的组织一些性质。
参考文献：
[1] 宋光.钙钛矿超晶格多铁性质的理论研究[D].南京大学,2015.
[2] 孙逊.双钙钛矿结构稀土镍锰氧化物超晶格的多铁性质[D].电子科技大学,2016.
[3] 赵宏健.稀土钙钛矿氧化物结构、磁性与多铁性的第一性原理计算[D].浙江大学,2015.
[4] 顾铭强.钙钛矿超晶格的界面设计与性质研究[D].南京大学,2014.
[5] 陈加文.铁电材料与多铁性材料的熵变效应研究[D].苏州大学,2011.
[6] 殷文昊.多铁功能材料的磁学和电学性质测量以及相关原型器件的实验研究[D].华东师范大学,2016.
[7] 彭松.Tb2(MoO4)3晶体的基本物理性质及多铁性研究[D].南京大学,2011.
