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| 編輯推薦： |
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本书聚焦在单相多铁性材料的显微结构、电子结构研究与物性调控方面，以先进电子显微学方法为主，辅之以宏观物性研究以及理论计算和模拟，系统探讨了典型的单相多铁六方锰氧化物和铁氧化物的单晶和薄膜材料中晶格、电荷和自旋的耦合和调控，在一定程度上给出了铁电性（如畴结构和几何铁电性调控）、（反）铁磁性和耦合机制等方面的信息，对于多铁性材料等强关联体系的研究与器件化应用具有一定的参考意义。
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| 內容簡介： |
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本书聚焦在单相多铁性材料的显微结构、电子结构研究与物性调控方面，以先进电子显微学方法为主，辅之以宏观物性研究以及理论计算和模拟，系统探讨了典型的单相多铁六方锰氧化物和铁氧化物的单晶和薄膜材料中晶格、电荷和自旋的耦合和调控，在一定程度上给出了铁电性（如畴结构和几何铁电性调控）、（反）铁磁性和耦合机制等方面的信息。本书对于多铁性材料等强关联体系的研究与器件化应用具有一定的参考意义，可作为多铁性材料和电子显微学研究方面的专业书籍。
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| 關於作者： |
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邓世清博士，现为北京科技大学数理学院应用物理系特聘副教授。2014年获得北京科技大学工学学士学位，2019年获得清华大学材料科学与工程工学博士学位。博士期间主要进行了基于电子显微学的单相多铁性材料的结构和物性研究。2017年至2018年间在美国布鲁克海文国家实验室Yimei Zhu教授课题组访问学习。目前主要研究方向为像差校正电子显微镜成像和电子能量损失谱学的应用、原位电子显微学以及新型功能材料的设计、制备及结构和性能研究等。目前已发表SCI论文20篇，其中以/共同作者身份发表论文6篇。
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| 目錄：
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第1章绪论
1.1多铁性材料研究背景
1.1.1发展历史与研究现状
1.1.2多铁性材料的分类及多铁性机制
1.2单相多铁性材料研究进展
1.2.1BiFeO3单相多铁性材料研究进展
1.2.2自旋驱动单相多铁性材料研究进展
1.2.3六方锰氧化物单相多铁性材料研究进展
1.2.4六方铁氧化物单相多铁性材料研究进展
1.3复合多铁性材料研究进展
1.4本书的研究内容及亮点
1.5小结
第2章实验方法与原理
2.1引言
2.2电子与物质的相互作用
2.3透射电子显微镜的结构
2.3.1照明系统
2.3.2成像系统
2.3.3记录系统
2.3.4真空系统
2.4透射电子显微术
2.4.1电子衍射
2.4.2衍射衬度像
2.4.3高分辨电子显微术
2.4.4像差及像差校正
2.4.5扫描透射电子显微术
2.4.6电子能量损失谱
2.4.7其他透射电子显微术
2.5小结
第3章YMnO3铁电涡旋畴的电子显微镜学研究
3.1引言
3.2铁电涡旋畴结构的Landau唯象模型
3.3铁电涡旋畴结构的表征
3.3.1扫描电子显微镜二次电子像及其衬度调控
3.3.2衍射衬度像
3.3.3高分辨像
3.4铁电涡旋畴壁的分类与特性
3.5电子束调控铁电涡旋畴的动态演化
3.6小结
第4章钪掺杂的六方铁氧化物的显微结构与畴结构研究
4.1引言
4.2显微结构表征与分析
4.3铁电涡旋畴结构研究
4.3.1衍射衬度像表征铁电涡旋畴结构
4.3.2原子分辨的铁电涡旋畴结构表征与定量分析
4.4Sc离子对几何铁电性的原子尺度调控
4.5磁性质分析
4.6小结
第5章缺陷调控的YMnO3几何铁电性能研究
5.1引言
5.2YMnO3表面几何铁电极化的重构
5.2.1极化异常的表征与定量分析
5.2.2缺陷导致的电子结构变化
5.3性原理计算
5.4分析与讨论
5.5小结
第6章YMnO3薄膜的反铁磁性能调控与电子显微学研究
6.1引言
6.2YMnO3薄膜的反铁磁性能调控
6.2.1YMnO3/Al2O3薄膜的生长
6.2.2YMnO3薄膜的显微结构分析
6.2.3YMnO3薄膜的磁性表征
6.3小结
第7章电荷有序铁氧化物的新型晶格电荷二次调制结构
7.1引言
7.2传统调制结构
7.2.1调制结构的定义和超空间处理
7.2.2调制结构中的异常
7.3空穴掺杂LuFe2O4 δ的晶格电荷二次调制结构
7.3.1LuFe2O4的结构和电荷有序性
7.3.2晶格二次调制结构
7.3.3电荷二次调制结构
7.4性原理计算
7.5调制结构模拟与分析
7.6讨论与拓展
7.7小结
第8章总结
参考文献
在学期间发表的学术论文与研究成果
致谢
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| 內容試閱：
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2009年，我开始关注多铁性材料，这是一类具有多种序参量且多种序参量之间存在强烈关联的功能材料，并开始琢磨如何用电子显微学方法对其中点阵、电荷、自旋、轨道、拓扑等序参量进行原子尺度的测量，研究序参量之间交互作用及其对性能的影响。近年来，电子显微镜装备、电子显微学技术和方法快速发展，为多种序参量的测量和研究提供了强有力的武器，本书的研究工作就是在这样的背景下探索着进行的。
多铁性材料之所以吸引了物理和材料科学家们的广泛关注，是因为其具有优异的磁、电物理性质和丰富的耦合特性，并在高密度信息存储、微机电系统、传感、能量转换与存储以及高效能自旋电子学等领域展示了良好的应用前景。在这诸多应用中，拨开表象，为核心的环节莫过于多铁性材料中电信号与磁信号之间的相互转化，即正/逆磁电耦合效应。如何提升多铁性材料的磁电耦合效应，同时调控电、磁性质以满足实际应用需求一直以来是科学家们为之奋斗的命题。这是一个综合性命题，需要深入到原子尺度探讨其中的晶格电荷轨道自旋相互作用以获得机理性的认识，从而指导材料设计； 也需要材料生长技术的不断革新，实现在原子尺度对生长过程的精准控制。二者相辅相成、互为依赖。近些年，这两方面均有长足的进步。
从某种意义上说，电子显微学/镜彻底改变了我们对材料的理解方式，也极大地影响了我们研究材料的方法学。尤其是球差校正电子显微学出现以后，这种影响体现得愈加明显： 材料原子级别信息的获得似乎打开了一扇通往新世界的大门，许多以往受限于研究技术的科学问题迎刃而解（当然也伴随产生了许多新的命题）。这个时期涌现出了一大批优秀的研究成果。近年来，电子显微学/镜的发展呈现了很好的势头。超高空间分辨率和能量分辨率、时间分辨、超低温和超高温、气氛或液体环境等均已能够在现代电子显微镜中实现，原创性的研究思想也就更显得弥足珍贵。一直以来，我和包括本书作者在内的一代代课题组成员、年青学子，都希望能立足国家需要，瞄准科学前沿，充分发挥电子显微学/镜方法在原子尺度研究上的独特作用，在材料科学与工程研究中多做些事情。
邓世清的博士学位论文《六方锰氧化物和铁氧化物单相多铁性材料的电子显微学研究》就是应用电子显微学方法解决多铁性材料科学问题的较好例子。这本书是在其博士学位论文基础上修改完成的。作者聚焦非常有趣且具有代表性的单相多铁性材料体系
——稀土锰酸盐和铁酸盐多铁性材料，围绕显微结构、性能调控和耦合机制三个方面的关键性科学问题，以先进电子显微学方法为主，辅以物性研究与理论计算模拟，从介观尺度到原子尺度进行了系统和细致的研究，探讨了单晶和薄膜体系中晶格、电荷和自旋的相互作用方式和调控方法，在一定程度上给出了铁电性（如畴结构和几何铁电性）、（反）铁磁性和耦合机制等方面的信息。本书中的研究结果，尤其是一些研究方法和思路，不仅对于其他多铁性材料体系，而且对于类似的强关联体系功能材料的研究均具有一定的参考价值。
本书中的创新性结果如下： ①对六方单相多铁性材料（如hYMnO3、hLu0.5Sc0.5FeO3等）特有的拓扑保护铁电涡旋畴在静态和动态、介观和原子尺度的特征进行了研究，揭示了电子束引入的局域电场对涡旋畴的可逆调控行为及相关机制； 给出了稀土铁酸盐（hLu0.5Sc0.5FeO3）铁电涡旋畴的原子级别特征并明确了Sc元素的调控作用。②对于多铁性材料的性能调控，
较为系统地探究了氧空位对hYMnO3的几何铁电性和反铁磁性的调控作用，不仅实现了
在不改变铁电性前提下对其磁性质的调控，更重要的是，构建起了应力状态缺陷状态磁性状态之间的内在关联。这对
其他材料体系的性能调控具有借鉴意义。③第7章中，
通过在电荷有序多铁性材料LuFe2O4 δ中引入空穴，调控了晶格电荷有序性及其相互作用的自由度。综合运用系统的显微学方法，
发现并揭示了一种新型的二次调制结构，给出了清晰的数学表达，定义了一种更加完善和普适的调制结构序参量（尤其
是在缺陷态存在时）。邓世清
所做的工作在一定程度上加深了对多铁性材料中晶格电荷自旋之间
以及多种序参量之间耦合方式的理解和认识。该工作是一个细致、深入的电子显微学研究工作，表明作者对于电子显微学方法在材料研究中的应用掌握到了很好的程度。如同作者在结语中写到的，多铁性材料中还有丰富的科学问题等着我们去探索，希望本书的研究结果能够为读者提供一些有用的信息，如果是一点启发那就更好了。
邓世清在清华园攻读博士学位期间，我们结下了深厚的师生情谊。他在校期间的表现也让我印象深刻。他本科阶段并没有接触过电子显微学方面的课程，但却能在短时间内掌握相关的理论知识和
技能。我想这与他很强的自学能力、脚踏实地的工作态度及持之以恒的品质是分不开的。他能够以严谨求实的态度对待科学研究，思想活跃并认真勤奋地动手实践，总是有新的内容跟我讨论。我很愿意与这样的学生讨论科研问题，与
这样一群年青学子在一起，我觉得是一件非常快乐的事情，在共同做科研相互讨论的过程中，我向他们也学到了很多，感觉自己
也变得年轻了。邓世清的办事能力也很强，他和同学们相处很好，是一位全面发展的人才，这
在他担任我的助理期间的工作表现中有所体现。我相信经过五年清华园的培养，他在多铁性材料和电子显微学研究领域已有了一定的积累，已具备相当强的独立开展科学研究的能力。我很高兴他终选择教书育人、科学研究作为他一生的事业。目前他
已回到大学时的母校，衷心希望他事业有成，为国家勇挑大梁、多作贡献。
在我看来，研究生完成博士学位论文的过程就是一个学者学术生涯的开始，它就像一棵大树的根，根扎得深，枝叶才能繁茂。希望邓世清不忘初心，一直保持在清华园学习和工作时的状态，愿清华园里特有的学术氛围和“自强不息，厚德载物”的
精神能够持续带给他灵感和力量，激励他不断取得新的进步。
2020年5月于清华园
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