1.研究方向简介 

　　5G技术作为从“人人互联”到“万物互联”的跨时代技术，深刻影响全球科技创新版图、产业生态格局和经济发展走向。光通讯系统中磁光隔离器和环形器是重要元件，高品质5G滤波器和谐振器是通信基站的核心元件。稀土三氟化物晶体，如CeF₃, PrF₃等，是一类优异的新型磁光材料，不存在“核芯”，晶体毛坯利用率高。如能实现这类新型氟化物磁光晶体及其器件的研发和应用，将有望扭转现阶段大尺寸磁光晶体元器件受制于人的局面，有力支持我国高功率全固态激光器、光通信产业的发展。大数据要求更快的信息处理速度，磁光晶体中电子自旋可通过超快激光脉冲在fs-ps尺度上调控。利用超快光磁作用可将信息处理性能提升1000倍。在更短的时间尺度和更小的空间尺度获取和控制磁性材料中电子自旋动力学过程，对超快信息存储、自旋电子学等领域的发展具有重要的科学和应用价值。磁光晶体凭借其法拉第旋转角大、磁相变丰富、磁共振频率高、光磁耦合能力强的优势成为以上技术的核心功能材料。 

　　围绕此需求，面向高功率光隔离器等应用场景，本团队正在开展新型稀土氟化物磁光晶体的研制，围绕其晶体制备与磁光性能基础科学问题开展研究。面向超快光磁存储，开展稀土铁氧体RFeO₃磁光晶体的研究。通过优化晶体生长工艺，生长高质量磁光晶体，探究晶体组成-结构-磁性能之间的关系。利用超快激光技术，实现磁光晶体超快光磁调控，建立晶体结构-磁光性能-光磁特性之间的联系。  

　　2. 主要研究内容 

　　1）大尺寸、高质量氟化物和RFeO₃磁光晶体生长 

　　2）磁光晶体磁光性能研究 

　　3）磁光晶体超快光磁调控 

　　3. 主要研究成果 

　　采用垂直坩埚下降法生长的CeF₃晶体，在波为长1310nm处Verdet常数值与TGG晶体持平，表明该晶体可适于近红外波段的法拉第隔离器，成为一种可以替代商用磁光材料的有潜力的候选者之一。并且利用THz-TDS在40-300k温度范围内首次实现对CeF₃晶体介电性能的调控。 

0 

　　通过Sm³⁺稀土离子和Tb³⁺稀土离子共同掺杂影响Sm_1-xTb_xFeO₃复合稀土正铁氧体晶体的有效场，实现对该材料自旋重取向温度的调控。 

　　在复合稀土正铁氧体晶体Er0.6Dy0.4FeO₃中发现了从Γ3(Gx,FY,Az)到Γ4(Gx,Ay,Fz)的异常的自旋重取向转变。Er0.6Dy0.4FeO₃中稀土离子Dy³⁺、Er³⁺与Fe³⁺三者之间的相互作用导致了磁滞回线的交换偏置现象。