六角量筒

多铁性是指铁电性、铁磁性、铁弹性等多种有序的共存。多铁性材料与磁电耦合效应不仅蕴含着丰富的基础物理问题，而且具有重要的应用前景，是近年来凝聚态物理和材料科学的一个研究热点。多铁性材料分为复合材料和单相材料两大类，复合材料的磁电耦合是利用界面效应实现的间接耦合，单相材料的磁电耦合是一种本征的体效应。在过去的十多年里，人们已经发现了种类繁多的单相多铁性材料。然而，已知的单相多铁性材料的磁电耦合效应（磁场控制电化或者电场控制磁性）通常比较微弱，这大地限制了单相多铁性材料在未来磁电子学器件中的应用。如何大幅度提高单相材料的磁电耦合效应成为该领域面临的一个重大挑战。近期，中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理实验室孙阳研究员（Quantum Design产品用户）、柴一晟副研究员和博士生翟昆等在一种Y-型六角铁氧体Ba0.4Sr1.6Mg2Fe12O22中实现了巨大的磁电耦合效应，获得了高达33000 ps/m的正磁电耦合系数和32000 ps/m的逆磁电耦合系数，创造了单相材料磁电耦合效应的新记录。图1. 六角铁氧体Ba2-xSrxMg2Fe12O22在 10 K下的正磁电耦合效应六角铁氧体是一类具有六角晶系的铁基氧化物，按照结构单元的不同，可进一步划分为M, W, X, Y, Z, 和U型六角铁氧体。由于存在多种磁性相互作用的竞争，在六角铁氧体中可以通过部分元素替换产生丰富的非共线螺旋磁结构。对于一些特定的螺旋磁结构，非共线的自旋之间可以通过逆Dzyaloshinskii-Moriya相互作用产生宏观电化，从而导致磁有序驱动的二类多铁性与磁电耦合效应。在以往的研究中，虽然人们已经在一些六角铁氧体中观察到较强的磁电耦合效应，但是，对于如何在六角铁氧体中进一步实现巨大的磁电耦合效应，还缺乏清晰的认识和思路。　图2. 六角铁氧体Ba2-xSrxMg2Fe12O22(x = 1.6)在 10 K下的逆磁电耦合效应为了理解Y-型六角铁氧体Ba0.4Sr1.6Mg2Fe12O22中巨磁电耦合效应的物理起源，博士生翟昆合成出Ba2-xSrxMg2Fe12O22 (0.0≤x≤1.6) 一系列单晶样品，系统研究了其宏观磁性和磁电耦合效应随Sr含量的变化关系。同时，孙阳研究组与美国橡树岭实验室曹慧波博士等合作，利用中子散射技术详细研究了这一系列单晶样品的磁结构，给出了Ba2-xSrxMg2Fe12O22体系中圆锥状螺旋磁结构随Sr含量及外加磁场变化的相图。图3. 六角铁氧体中自旋锥对称性与磁电耦合系数的关系研究结果发现，六角铁氧体中磁电耦合效应的强度与自旋锥的对称性密切相关：当自旋锥的对称性从四重对称性降低到二重对称性时，在外加磁场驱动下自旋锥可以发生180度翻转；同时，自旋结构产生的电化也会随之发生180度反向。通过元素替换调控磁各向异性使得这一相变发生在零磁场附近，就会导致巨大的磁电耦合系数。因此，该项研究不仅获得了迄今为止单相材料中大的正逆磁电耦合系数，也为如何提高多铁性六角铁氧体中的磁电耦合效应指明了方向。以上研究成果发表于Nature Communications 8，519（2017）。该工作得到了自然科学基金（11534015，11374347），科技部（2016YFA0300701）和中国科学院项目（XDB07030200）的支持。文章来源：（中国科学院物理研究所磁学重点实验室，终解释权归中国科学院物理研究所磁学重点实验室官网所有） 相关产品： SuperME 多铁材料磁电测量系统：http://www.instrument.com.cn/netshow/SH100980/C148929.htmTEGeta 多功能热电材料测量系统：http://www.instrument.com.cn/netshow/SH100980/C277658.htm完全无液氦综合物性测量系统 DynaCool：http://www.instrument.com.cn/netshow/SH100980/C18553.htmMPMS3-新一代磁学测量系统：http://www.instrument.com.cn/netshow/SH100980/C19330.htm

斗转星移一转眼到了夏季不久便蛙声蝉鸣姹紫嫣红一片每逢夏季有时烈日炎炎酷暑难耐有时又雨水丰沛凉爽宜人夏季降雨量相对春秋都要多许多，对于农业来说，在解决了旱情的同时也对农作物的正常生长产生了很大影响，造成部分田区重度受灾。如2018年“蔬菜之乡”寿光便遭到了严重的洪涝灾害，数栋房屋、蔬菜大棚被毁，损失了大量物力财力。望着被淹起来的蔬菜瓜果和蔬菜大棚，令人心痛不已。夏季强降雨易导致涝害，通过工具了解一个地区的降水情况，有助于我们科学防控处理涝害和如何更合理地喷施农药等问题。不锈钢雨量筒（翻斗式雨量计）就是一个测量降雨量很好的工具。 不锈钢雨量筒的承雨口径为200mm，有485信号输出和脉冲型信号输出两种，它们的核心部件翻斗采用三维流线型设计，带有下垂式弧面导流尖，使用进口优质透明材料制作，造型美观，具有自涤灰尘、容易清洗的功能，使翻斗翻水更加流畅；翻斗轴套采用一体化旋转式定位结构设计，无需调整两个轴套之间的距离，现场安装非常方便。不锈钢雨量筒是由感应器及信号记录器组成的遥测雨量仪器，感应器由承雨口、引水漏斗、翻斗、角调节装置、水平调节装置、水平调节装置、干簧管等构成；记录器由恒磁钢、排水漏斗、信号输出端子、控制线路板等构成。它主要是以翻斗来测量雨量的，别小看这个翻斗——小翻斗有大智慧。雨水由最上端的承雨口进入承水器，落入引水漏斗，经漏斗口流入翻斗，当积水量达到一定高度（比如0.1毫米）时，翻斗失去平衡翻倒；将水倒出，随着降雨持续，将使翻斗左右翻转，接触开关将翻斗翻转次数变成电信号，送到记录器，在累积计数器和自记钟上读出降水量，如此往复即可将降雨过程的数据测量出来。不锈钢雨量筒与太阳能供电系统、网络通信技术组成智能雨量监测系统，实时记录雨量数据，再通过有线、GPRS、以太网等通讯方式将数据上传至数据中心，保证数据不会被修改。智能雨量监测系统能够全程跟踪记录，集数据采集、记录、存储与一体，具有远程诊断和控制功能，在监测站休眠状态下，中心可随时唤醒监测站进行数据采集、读取数据或修改配置信息等工作；支持多个中心工作模式；通过云平台查看数据更方便，如曲线查看时段雨量、日雨量、月雨量和年雨量，也可将历史数据下载、打印导出到电脑，存储为EXCEL表格文件，方便研究及检查。我国降雨在时间空间上大多分布不均，因此通过使用不锈钢雨量筒采集到的雨量数据并实时传输到移动端的云平台上。用户就可以比较及时直观的了解某个区域的降雨量情况，并做出具体判断，为防灾减灾工作和水文测站、环保、农、林业等行业提供气象便利。

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