Berlin 2005 – wissenschaftliches Programm

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DF: Dielektrische Festkörper

DF 9: Phasenüberg
änge und Spektroskopie

DF 9.4: Vortrag

Dienstag, 8. März 2005, 11:20–11:40, TU EMH225

Magnetoelektrischer und anti-magnetoelektrischer Effekt in ferroelektrischen Manganiten — •M. Fiebig¹, Th. Lottermoser¹ und T. Lonkai^1,2,3 — ¹Max-Born-Institut, Max-Born-Straße 2a, 12489 Berlin — ²Institut für Angewandte Physik, Universität Tübingen, Auf der Morgenstelle 10, 72076 Tübingen — ³Hahn-Meitner-Institut, Glienicker Straße 100, 14109 Berlin

Die Verknüpfung dielektrischer und magnetischer Eigenschaften, die durch den magnetoelektrischen Effekt (P=α H, M=α^∗E) zum Ausdruck gebracht wird, besitzt ein hohes anwendungstechnisches Potential, seit vor kurzem magnetisch geordnete Ferroelektrika als Quelle besonders großer ME Effekte erkannt wurden, mit deren Hilfe Phasenübergänge gesteuert werden können. Die mikroskopischen Prozesse dieser ME Kopplung sind jedoch noch weitgehend ungeklärt. Hier erläutern wir die mikroskopischen Ursachen ME Verhaltens in den magnetisch geordneten Ferroelektrika RMnO₃ (R = Sc, Y, In, Ho-Lu). Die ferroelektrische Verzerrung führt zu einer Modifikation der R³⁺−O²⁻−Mn³⁺-Superaustauschpfade, was zu einer Änderung der freien Energie des Systems führt. Auch in den Manganiten, in denen der ME Effekt symmetriebedingt verboten ist, sind diese asymmetrischen Superaustauschprozesse aktiv. Da sich die mikroskopischen ME Beiträge somit lediglich in der Summe zu α=0 kompensieren, liegt hier anti-magnetoelektrisches Verhalten vor. Basierend auf diesen Ergebnissen formulieren wir allgemeine Kriterien für Substanzen, die kontrolliertes ME Schalten ermöglichen sollen.